Карта обитаемости Млечного Пути

   
 
   ТЕКСТ: Николай Подорванюк
 
   ФОТО: NASA JPL 
 
   Более одного процента всех звезд в нашей галактике имеют планеты, которые 
могли бы поддерживать сложные формы жизни в определенные моменты времени. 
Таковы езультаты моделирования, проведенного канадскими учеными.
 
     Запуск таких космических телескопов, как Kepler, позволяет относительно 
быстро находить новые экзопланеты в большом количестве.
Новости СМИ2
 Большой интерес
для ученых, да и для всего человечества представляет ответ на вопрос – находятся
ли эти планеты в так называемой «зоне обитаемости» (области в космосе, 
где условия благоприятствуют зарождению и развитию жизни, аналогично условиям 
на Земле). Общепринятая учеными точка зрения заключается в том, что жизнь может 
существовать только на тех планетах, где есть вода в жидком состоянии. Это 
возможно только на планетах, где температура поверхности похожа на земную. 
Данный факт, в свою очередь, означает, что планета может находиться на 
определенном расстоянии от своей звезды.
 
    Порядка десяти лет назад учеными была предложена идея, согласно которой в галактике существуют 
отдельные зоны, частично благоприятные для жизни; то есть планеты с большей вероятностью способны 
поддерживать жизнь, если они вращаются вокруг звезд, расположенных в конкретных частях галактики. 
Классической является идея о том, что «галактическая зона обитаемости» представляет собой тор 
вокруг центра галактики толщиной в несколько световых лет, внешний диаметр которого составляет 
около 30 тысяч световых лет.
 
    Согласно этому представлению, обитаемые планеты не могут сформироваться как очень близко к центру 
галактики, так и очень далеко от него.
 
     ИНФОГРАФИКА: Карта обитаемости Млечного Пути
 
 
  
 
     
 
    Теперь данная идея подвергнута сомнению. Канадский астробиолог Майкл Гованлок, который большую часть 
своего рабочего времени проводит в Гавайском университете в Гонолулу, вместе с двумя соотечественниками 
представили новый вариант карты «галактической зоны обитаемости», которая является гораздо более сложной,
 чем классический тор. Результаты их работы опубликованы вжурнале Astrobiology, с препринтом статьи можно 
ознакомиться на сайте arXiv.org.
 
 
    Новая карта была создана в результате масштабного моделирования, в котором учитывались как известные параметры 
для галактики Млечный Путь (такие, например, как пространственная плотность звезд, история звездообразования и темп 
взрыва сверхновых в зависимости от расстояния до центра галактики и времени), так и последние данные об экзопланетах.
 Так, недавно астрономы пришли к выводу, что экзопланеты с большей вероятностью формируются вокруг звезд с высокой 
металличностью, то есть тех, которые содержат элементы тяжелее водорода и гелия.
 
    Исключительно из водорода и гелия были сформированы первые звезды в ранней Вселенной. В недрах этих звезд проходили 
термоядерные реакции, которые привели к синтезу более тяжелых элементов. Эти «тяжелые» элементы были распространены 
во Вселенной взрывами сверхновых, и поскольку следующее поколение звезд образовалось во многом из материала, 
выброшенного сверхновыми, то эти звезды имеют более высокие уровни тяжелых элементов.
 
    Соответственно, именно эти, более поздние звезды с наибольшей вероятностью имеют планеты, и среди них, вероятно, есть 
планеты, пригодные для жизни. Эти звезды с наибольшей вероятностью формируются в тех областях, где взрывается много 
сверхновых.
 
    Но это рождает потенциальную проблему.
 
    Взрыв сверхновой представляет собой настолько мощное явление, что почти наверняка опустошит планету, вращающуюся вокруг 
ближайшей звезды, взорвав ее атмосферу и уничтожив благоприятные для жизни условия.
 
    Вопрос, который поставили перед собой Майкл Гованлок и его коллеги, звучал следующим образом: как уравновешены между 
собой такие процессы, как темп формирования планет, темп взрыва сверхновых и время, которое занимает комплексная эволюция жизни?
 
    Моделирование, проведенное учеными, дает четкий ответ на этот вопрос. По их данным, обитаемые планеты настолько 
распространены по направлению к центру галактики, что, хотя многие из них и были уничтожены сверхновыми, их осталось 
достаточно много, чтобы в течение долго времени на них могла развиться жизнь.
 
     
 
 
    Доля звёзд, вокруг которых обращаются потенциально обитаемые планеты (ось ординат) в зависимости от расстояния от центра 
Галактики (ось абсцисс, данные указаны в килопарсеках, 1 килопарсек = 3260 световых лет). (данные моделирования за все время 
жизни Галактики). Видно, что с увеличением расстояния от центра Галактики это число уменьшается. Верхний график -- общее 
число потенциально обитаемых планет. Средний график -- число планет, «заблокированных» приливными силами. Нижний график 
– число планет, которые не «заблокированы» // M.G.Gowanlock et al., 2011 (Astrobiology)

 
 
     Их модель предполагает, что 2,7% звезд во внутренней части галактики могли бы иметь обитаемые планеты, и также не должно быть 
обитаемых планет слишком далеко от центра галактики. Гованлок и его соавторы утверждают, что лишь около 0,25% всех звезд во 
внешних частях галактики могут иметь обитаемые планеты.
 
    Данный вывод существенно отличается от модели стандартного тора в качестве «галактической зоны обитаемости» и означает, 
что потенциально интересными с точки зрения возможности существования жизни являются довольно много звезд.
 
    «Мы прогнозируем, что около 1,2% всех звезд имеют планеты, которые могли бы поддерживать сложные формы жизни в определенные 
моменты истории галактики», – говорится в статье.
 
    В работе Гованлока и его коллег был выявлен один важный нюанс. Около 75% таких потенциально обитаемых планет будут заблокированы 
приливными силами, то есть они все время будут повернуты одной стороной к своей звезде, подобно тому, как Луна все время смотрит на Землю 
одной стороной. Это могло бы представлять собой большую проблему для возникновения и существования жизни на такой планете, ведь одно 
полушарие такой «заблокированной» планеты будет находиться под палящими лучами своего солнца, а другое полушарие будет буквально сковано льдами.
 
     
 
 
    Слева вверху: количество потенциально обитаемых планет (как «заблокированные» приливными силами, так и не «заблокированные») как функция 
радиального расстояния от центра Галактики и времени. Справа вверху: доля звезд с потенциально обитаемыми планетами как функция радиального 
расстояния от центра Галактики и времени. Слева внизу: количество потенциально обитаемых планет, проинтегрированное за все время жизни Галактики 
как функция радиального расстояния от центра Галактики и высоты над плоскостью Галактики. Справа внизу: доля потенциально обитаемых планет, 
проинтегрированная за все время жизни Галактики как функция радиального расстояния от центра Галактики и высоты над 
плоскостью Галактики // M.G.Gowanlock et al., 2011 (Astrobiology)

 
 
     Впрочем, астробиологи уже яростно обсуждают такие экзопланеты. Дебаты стали особенно активными после открытия первой потенциально обитаемой 
планеты вокруг звезды Gliese 581: эта планета находится достаточно близко к своей звезде, чтобы не только быть в «зоне обитаемости», но и быть 
заблокированной приливными силами.
 
    Если прогнозы Гованлока и его коллег справедливы, что вскоре будет найдено большое количество экзопланет в зоне обитаемости, причем 
большинство из них будет заблокировано приливными силами. Стало быть, ответ на вопрос, насколько возможно возникновение и существование 
жизни на одной из таких планет, может быть получен в ближайшее время.

Источник: gazeta.ru.