Астрономия

Действительно ли обитаемая зона пригодна для жизни?

Вода, которую знает и нуждается жизнь, вода, которая делает мир пригодным для жизни, вода, которая действует как универсальный растворитель для всех бесчисленных и фантастически сложных химических реакций, которые отличают нас от грязи и камней, может существовать только в одной форме: жидкость.

Подавляющее большинство воды в нашей Вселенной непригодно для жизни. Некоторые из них заморожены, заперты твердым льдом на поверхности мира, слишком далекого от родительской звезды, или заключены в одинокую, своенравную комету. Остальное испаряется, существуя в виде состояния материи, в котором молекулы теряют своих электронных компаньонов, безграничны и дрейфуют по огромным туманным морям, усеивающим галактики, или полностью выбрасываются в огромные пустоты между ними. В любом случае, вода существует только по одной молекуле в каждый момент времени, при температуре более миллиона градусов, но ее плотность настолько мала, что вы можете пройти сквозь нее и принять ее за холодный, жесткий вакуум самого космоса.

Нет, чтобы вода была жидкой, она должна существовать в особом месте вокруг звезды, не слишком холодном, чтобы превратиться в лед, и не слишком горячем, чтобы превратиться в газ. Должно быть, оно находится в пределах того, что астрономы называют обитаемой зоной или, если они чувствуют себя игриво, зоной Златовласки.

Обитаемая зона разная для каждой звезды во всей галактике, потому что нет двух одинаковых звезд. Самые маленькие красные карлики едва составляют одну десятую массы Солнца, а их светимость в тысячу раз слабее. Самые крупные из них — огромные звери, массой в сотню солнечных масс и более, настолько яркие, что их можно увидеть невооруженным глазом на расстоянии тысяч световых лет. Вокруг каждой звезды действует простой железный закон: интенсивность света, а также все тепло и комфорт, которые он приносит с собой, уменьшаются пропорционально квадрату расстояния от источника. Объект, находящийся вдвое дальше, будет иметь четверть яркости; на расстоянии в четыре раза эта цифра снижается до шестнадцатой и так далее. Вот почему Плутон, несмотря на то, что он находится всего лишь примерно в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля, вынужден испытывать бесконечные тусклые сумерки, даже в разгар дня.

Слишком далеко от звезды, температура излучения слишком низкая, и вся вода замерзает. Слишком близко, и вода вырвется из своих оков, свободно перемещаясь, как газ. Между ними, в особой полосе, определяемой массой, возрастом и яркостью звезды, находится обитаемая зона, где планета способна – да, просто способна – содержать на своей поверхности воду в жидком состоянии.

Для нашего Солнца обитаемая зона простирается от орбиты Венеры до орбиты Марса. Три планеты идеально расположены в теплых объятиях нашего Солнца, но только на одной есть жизнь. Что случилось? Что сделало нашу планету такой особенной или такой удачной? Сказать наверняка невозможно, потому что потенциал обитаемости — это не обещание.

Однако есть еще одно место, где, как мы знаем, может существовать жидкая вода. По иронии судьбы, он находится на замороженных лунах внешней Солнечной системы. Там, под поверхностью замерзшего льда толщиной в сто километров, находятся обширные океаны жидкой воды, в которых жидкой воды больше, чем существует на поверхности Земли. Там обитаемость обеспечивается не лучами Солнца, а их расплавленными ядрами, излучающими тепло, вызванное гравитационным искривлением планет-гигантов, вокруг которых они вращаются. Жизнь, безусловно, могла бы найти применение там, в местах тьмы, которых никогда не коснется Солнце, хотя эти миры, согласно традиционному определению, не являются обитаемыми.

Кнопка «Наверх»