А есть ли старшие - Ещё раз о жизни во Вселенной

(Предварительная версия была завершена 23 февраля 2019 года)

Ещё в античную эпоху люди задумывались о существовании жизни и, конечно же, разумных существ где-то за пределами Земли.

В распространённости жизни во Вселенной был убеждён и Циолковский. В своих философских работах он упоминал этот вопрос, разделяя формы жизни на низшие (несовершенные) и высшие (совершенные).

В 1933 году он составил полностью посвященную теме заметку «Планеты заселены разумными существами»:

«...В известной вселенной можно насчитать миллион миллиардов солнц. Стало быть, мы имеем столько же планет, сходных с Землей. Невероятно отрицать на них жизнь. Если она зародилась на Земле, то почему же не появится при тех же условиях на сходных с Землей планетах? Их может быть меньше числа солнц, но все же они должны быть. Можно отрицать жизнь на — 50, 70, 90 процентах всех этих планет, но на всех — это совершенно невозможно...».

«...Человечество так же далеко по своему развитию от более совершенных планетных существ, как нисшие животные — от людей. Не пойдем же мы в гости к волкам, ядовитым змеям или гориллам. Мы их только убиваем. Совершенные же животные небес не хотят то же делать с нами...».

Научное же исследование распространённости жизни похоже на детектив и началось в то же время, когда этот жанр и возник – примерно полтора столетия назад.

Однозначного ответа до сих пор нет: на основе неполных фактов и умозрительных вычислений – своеобразных улик и дедуктивных заключений – было выдвинуто множество вариантов.

Однако два недавних исследования по возрасту и химическому составу звёзд – первоначальное 2016-го и дополнительное к нему 2018-го годов – если и не положат конец дискуссиям, то существенно его приблизят, дополнив картину.

Оригиналы: https://arxiv.org/abs/1601.03042, https://arxiv.org/abs/1809.02299, https://www.nature.com/articles/s41586-018-0329-2.

Переложения на английском: https://phys.org/news/2018-08-stars-rebirth-home-galaxy.html,

Переложения на русском (перевод): https://ria.ru/20160303/1383766614.html,
Учёные пришли к выводу, что в нашей галактике – Млечный Путь – прошли две крупные волны звездообразования.

В период первой волны (примерно 7-10 или 8,5-10 миллиардов лет назад) общее содержание элементов после гелия было на порядки меньше, чем в нашем Солнце; так называемых альфа-элементов – прежде всего кислорода, магния и кремния (а это основные компоненты горных пород!) – было значительно больше, чем железа, привнесённых взрывами сверхновых типа II.

Перед началом второй волны (начавшейся около 5 миллиардов лет назад) сверхновые типа Ia обогатили межзвёздный газ железом (и, наверняка, ещё никелем, кобальтом и другими, более тяжёлыми металлами).

Из обогащённого материала возникли наше Солнце и наша Земля.

Дополнительно следует упомянуть статистический анализ данных по экзопланетам, выложенный в октябре прошлого года:

Оригинал: https://arxiv.org/pdf/1810.10009.pdf

Перевод на русский: http://allplanets.ru/novosti_2018_2.htm#903

Помимо основного вывода, что небольшие планеты примерно одинаково часто встречаются у звезд и с относительно высоким (выше солнечного), и с низким содержанием тяжелых элементов, в статье примечательно упоминание системы Кеплер-444.

Возраст Кеплер-444 был оценён в 11,2 (±1) миллиарда лет. Звезда с пониженным содержанием тяжелых элементов: железа в ней в 3,5 раза меньше, чем в составе солнечного вещества, альфа-элементов – в 1,8 раза меньше, чем на Солнце. Возле неё было обнаружено пять планет.

В чём особенность этих планет? Низкой средней плотностью в сочетании с небольшим размером (меньше Венеры) и чрезмерной близостью к своему светилу (совершая обороты за считанные дни). Оценки масс хоть и грубы, но достоверны. Как это объясняют? Наличием образующих «раздутые» атмосферы воды и других летучих веществ, сравнивая их со спутником Юпитера Ганимедом. И указывают на шлейф водорода от внешней из них, хотя и Венера обладает подобным шлейфом – солнечный ветер продолжает «иссушать» эту «обезвоженную» планету. Но другим полновесным (дополняющим или всё же главным) объяснением было бы отсутствие или небольшой размер железного ядра, что эти планеты состоят преимущественно из горных пород из-за низкого количества железа в исходном протопланетном материале.

Ещё один пример – Глизе 9827, планеты b и c (https://arxiv.org/pdf/1812.07302.pdf; http://allplanets.ru/novosti_2018_2.htm#912). Для сравнения: доля железного ядра в массе Земли – около 32%, у Меркурия – до 70.

Есть ли «колыбели» старше нашей вдвое? Скорее всего, нет (для меня, ещё школьником предполагавшим их существование, это будет горьким разочарованием).

К сожалению, не установлено точно, влияет ли химический состав протозвёздной материи на строение образующихся вокруг звёзд планет. Теоретические модели (https://arxiv.org/pdf/1902.07484.pdf) подтверждают эту мысль, однако системы Кеплер-444 и Глизе 9827 (старше 5 млрд. лет) – лишь единичные примеры. Для доказательства нужна большая выборка планет с подтверждёнными, точно измеренными параметрами.

Но у Солнца много «ровесниц» (теоретически – большинство звёзд так называемого тонкого диска).

Мы не первые. Но мы можем быть одними из первых. Вселенная благоволит нам – в нашей галактике должны быть миллионы свободных, подходящих для заселения планет. И если человечество поторопится...