Лесно ли е да открием живот извън Земята?

Нека да сме честни: огромна част от интереса към екзопланетната астрономия е основана на въпроса, има ли сред десетките милиарди планети в галактиката нещо от рода на нашата Земя, истински обитаем свят?

Може ли там да възникнат сложен живот, разум и съпътстващите ги бедствия?

Точният отговор на този въпрос би променил много неща – и по-специално нашето отношение към самите себе си. Но изглежда, в близко време такъв отговор няма и да се появи.

Да назовем нещата със собствените им имена – ако имахме достатъчно зорки космически телескопи и утре те открият следи от активно водеща се атомна война (пък била тя и на стотици светлинни години), това би могло да изглежда като убедително свидетелство за съществуването на извънземен живот.

Само че практически осъществимите сценарии не дават основания да се надяваме на толкова силно „осветена“ цел – извънземните, ако те съществуват, по някакви причини не бързат да си организират продължителни термоядрени войни за удобство на нашите астрономи.

Учените смятат, че следва да търсим сравнително скромни по интензивност следи – да речем, големи количества кислород и водни пари в атмосферата на планети в обитаемата зона, нещо подобно на хлорофил и така нататък.

В същото време такъв подход поражда въпроси. Неведнъж е отбелязвано, че съвременният земен живот и земният живот преди 2-3 милиарда години са давали съвсем различни следи, дори хлорофилът е бил различен! Да, тъй като тогава хлорофилът всъщност не е бил наситен с кислорода на атмосферата. При това общата биомаса е била изключително близка до днешната, тоест преди милиарди години животът на Земята си е цъфтял не по-лошо от днес, просто е бил по-различен, поради което е давал и други следи.

Накрая, в атмосферите на близките до нас планети и спътници е пълно с моменти, които не сме в състояние да обясним. Откъде на Титан има въглеводородни морета? Откъде на Венера съжителстват сероводород и серен диоксид – тоест съединения, които трябва взаимно да реагират до пълно изчезване?

Всъщност дори ни е неизвестно има ли метан в атмосферата на Марс, или просто така ни се е сторило… В такива условия, когато не можем да кажем с точност откъде се е взел един или друг немислим компонент в атмосферата на съседите ни по Слънчева система, трудно е да очакваме категорични заявления от рода „този газ е следа от живота в системата на Алфа Центавър“.

Хано Рейн от университета в Торонто (Канада) се е опитал да хвърли максимално студен поглед на проблема с търсенето на следи от живот в екзопланетните атмосфери.

Той констатира, че телескопите, които ще влязат в строя в близките няколко години, ще могат да анализират състава на атмосферите на екзопланети с умерени размери – от типа на Земята. Разбира се, първо едва в близките десетки светлинни години от нас, но и това не е малко. Само че, твърди ученият, да се получат данни, е само част от проблема. Тяхната интерпретация – ето какво наистина е сложно.

Специалистът подчертава: досега научният свят е смятал, че ако в атмосферата има две съставки – да речем окислител и окисляваният от него газ, които трябва да реагират помежду си, то това ще ни покаже място, където животът може да се намесва в геохимичните процеси, като постоянно попълва касичката на такава двойка с взаимно изключващи се вещества.

Рейн дава прост пример за такава двойка – метан и кислород. Ако те просто се оставят в атмосферата, скоро ще се превърнат във въглероден диоксид, и ако не беше земният живот, именно така би се случило на нашата планета.

Уви, смятат Хано Рейн и съавторите му, търсенето на такава двойка газове, които да издават присъствието на живот, е способно да ни отклони от истинския път. Всяка далечна планета може да има луна (или дори много луни), и то със собствена атмосфера.

В същото време, ако светлината на родителската звезда премине през атмосферите на планетата и нейния спътник, то на Земята астрономите ще извлекат от него данни за два газа, които може да се изключват взаимно. Пример: представете си, че около Земята се върти Титан. Светлината на Слънцето преминава през двете атмосфери – неговата и земната, и хипотетични извънземни астрономи радостно биха заключили, че ние тук явно си имаме живот.

Изследователите опитали да моделират две такива ситуации. Отначало те провели моделен спектрален анализ на атмосферите на единични планети, а след това и анализ на светлина, пронизваща както газовата обвивка на планетата, така и атмосферата на нейния спътник. Много предсказуемо се получило, че различаването на данните от спектралния анализ в двата случая е изключително сложно, да не кажем – невъзможно.

Добре, ще кажете вие, каква е вероятността един и същи лъч светлина да премине през атмосферата на огромна планета и нейния скромен по размери спътник? Уви, колкото и да е малък този шанс, той не може да се пренебрегне. За да се каже както подобава: „Има живот извън Земята!“, се изисква стопроцентова сигурност в това изявление.

Както отбелязва Рейн, такъв проблем може да се реши само ако се открият всички луни на екзопланетата. Но при сегашното ниво на техниката това не може да стане – земляните още не са регистрирали нито една екзолуна! Освен това при сегашните технически възможности изобщо не е ясно кога ще се сдобием с такова ниво на чувствителност.

Това е красив и едновременно остроумен сценарий за лъжливо откриване на следи от извънземен живот в атмосферите на екзопланетите. Всеки от вас ще допълни купчина собствени схеми. Да речем, лесно е да си представим как покрито с азотно-водно-метанов лед голямо тяло от рода на Тритон или Плутон поради гравитационните въздействия на големите планети се оказва близо до местното Слънце, което изпарява ледовете му, създавайки временна, но доста плътна азотна атмосфера, а ултравиолетовите лъчи разцепват молекулите на кислород и водород, като последният отлита.

Заедно с топящите се ледове от метан и въглероден диоксид всичко това създава картина на кислородно-азотна атмосфера със следи от метан – типична за ранната земя с голямо количество заинтересувани от метана бактерии.

Смятате, че не е реално? Почти всички астрономи са сигурни, че така наречените горещи Юпитери и дори топли Нептуни от други планетни системи не са се образували на близки до звездите орбити, а са мигрирали там от далечните райони на своите системи. Като се отчита, че планетите гиганти в нашата собствена система имат множество големи спътници, миграцията на гореописаното свойство за ледените тела може да е обичайна работа…

Общо взето, точни и убедителни свидетелства въз основа на единия само състав екзопланетна атмосфера наистина изглеждат доста нереално – винаги може да се подбере такава интерпретация на спектографските данни, която да не свидетелства в полза на възможностите за съществуване на живот извън Земята.

Е, всичко ли е толкова лошо? Авторите на разглежданото изследване, без да се стесняват, пишат: „Ние показваме, че идентифицирането на биосфера на екзопланета може да бъде извън нашите възможности в обозримо бъдеще.“ Но ние не бихме били така категорични. Самите учени отбелязват, че изчисленията им се отнасят за планети със земни размери, въртящи се около звезди от типа на Слънцето.

А това е типичен хелиоцентризъм: повечето планети във Вселената очевидно се въртят около доста по-масовите червени джуджета, където обитаемата зона е много близка до родителската звезда, отколкото при нас. Следователно сравнителните размери и на самата планета, и на нейната атмосфера на фона на местната звезда там ще бъдат съществено по-големи, а възможностите за анализ на химичния състав – доста по-широки.

Освен това, смятат Рейн и сие, ако наблюдаваната планета е по-близо от 10 парсека (32,6 светлинни години), то големите телескопи в Космоса могат да разкрият данните за атмосферата именно на планетите и да ги отделят от спектралните данни, отнасящи се до екзолуните.

С други думи, ако случайно ни провърви и тяло, подобно на Земята по всички показатели се окаже изключително близко до нашата система (желателно няколко светлинни години), че и около червено джудже, то има надежда за еднозначно определяне на признаците на живот. Има!

Но това, ако не си спомняме, че следи на взаимно реагиращи газове все още не са интерпретирани удачно дори на близките до Земята планети…

Отчет за изследването е публикуван в сп. Proceedings of the National Academy of Sciences, а с достъпната му версия можете да се запознаете тук.