В поисках галактического пристанища

Когда жизнь возле нашего светила станет невозможной, то, возможно, наши потомки отправят экспедиции к другим звёздам для поиска нового пристанища?

1. Космическая климатология

Космическая погода, за пределами нашей планеты, практически везде враждебна для всего живого.
Вдали от звёзд температура межзвёздной среды практически равна абсолютному нулю, а всё межзвёздное пространство прошивается летящими с околосветовыми скоростями космическими частицами. Кроме того, в межзвёздной среде отсутствуют источники энергии. А потому, никакая жизнь вдали от звёзд невозможна.

Однако по мере приближения к звёздам космические лучи становятся ещё более смертоносными, а в некоторых звёздах происходят чудовищные космические взрывы.

Кроме того, некоторые звёзды входят в двойные либо в тройные системы. И планеты, находящиеся возле таких звёзд меняют под их влиянием орбиты, а вследствие этого на них меняется температура.
И потому, пригодные для жизни планеты - в космосе, вероятно, исключительно большая редкость.

Однако только в нашей галактике - много миллиардов звёзд, и нельзя исключать, что где-нибудь есть планета похожая на нашу Землю.

2. Мечты о переселении к другой звезде

Жизнь возникшая на Земле, в нашей же солнечной системе, вероятно, и закончится. А вероятность эмиграции землян к другим звёздам технически малореализуема.

Сегодня уже известны многие, находящиеся возле других звёзд экзопланеты. И есть вероятность, что на какой-нибудь из них, как и на Земле, может зародиться жизнь.

Образование звёзд происходит при аккреции газопылевых туманностей. Аккреция возникает при столкновении двух таких облаков, при прохождении облака через плотный рукав спиральной галактики или же она может быть вызвана ударной волной от взрыва близлежащей сверхновой звезды.

Газопылевые туманности состоят, главным образом из водорода с примесью ок. 10% гелия. Кроме того, около 1 процента в них - межзвёздная пыль.
Изначально газопылевое облако сжимается и становится протозвездой. Затем на эту протозвезду аккрецирует вещество внешних частей облака. Температура протозвезды повышается и в ней начинаются термоядерные реакции.

Дальнейшая эволюция звёзд зависит от размера и массы облака, из которого она образовалась.

2. Сверхгиганты. 

Наиболее крупные звёзды - это Сверхгиганты. Радиусы таких звёзд могут достигать нескольких тысяч радиусов солнца. В их недрах развиваются температуры, при которых возможен синтез тяжёлых элементов, вплоть до железа.

Затем в какой-то момент ядро такой звезды коллапсирует, выделяя большое количество энергии, а звезда трансформируется в нейтронную звезду или в черную дыру. Внешние слои сверхгиганта при взрыве уносятся и наблюдается взрыв сверхновой,

Газовая оболочка после взрыва такой звезды, становится новой туманностью, а её ядро становится белым карликом.
Понятно, никаких обитаемых планет по соседству с такими гигантами быть не может.

3. Чёрные дыры

Если масса звезды превышает в 40 и более раз  массу солнца, то из неё образуется черная дыра. Возле чёрной дыры настолько огромная гравитация, что никакая частица и даже световое излучение не могут оторваться от её.
Если все другие звёзды свет излучают, то черные дыры его только поглощают. Кроме того, они захватывают всё вокруг – планеты, звезды и кометы.

Предполагается, однако, что черные дыры всё же могут испускать разнообразные элементарные частицы, преимущественно фотоны, за счёт излучения Хокинга. Правда, этот, предсказанный теоретически эффект, до сих пор не подтверждён наблюдениями.
Интенсивность испарения черной дыры растёт с уменьшением её размера, и последней стадией этого процесса должен быть её взрыв. Но и таких взрывов чёрных дыр пока зарегистрировано не было.
Из всего этого понятно, что людям от черных дыр нужно держаться как можно дальше.

4. Нейтронные звёзды

Если масса звезды составляет от 8 до 40 солнечных, то она после взрыва превращается в нейтронную звезду. Нейтронная звезда состоит из невероятно плотной материи. Её радиус не превышает 10 километров, при массе около 1,4 массы Солнца.

Внутри нейтронной звезды кипит раскаленное вещество, заключенное в тонкую твердую оболочку. А над её поверхностью бушует горячая плазма. Магнитное поле чёрной звезды превышает солнечное в триллионы раз. В её массе имеет место сверхпроводимость и сверхтекучесть. Такие звёзды излучают нейтрино.
Нейтронные звёзды также называют пульсарами. Магнитные поля нейтронных звёзд захватывают электроны из слоя плазмы, в результате чего происходит излучение радиосигналов.

Понятно, что вблизи чёрных дыр и нейтронных звёзд не может существовать никакая жизнь.

6. Жёлтые карлики, такие как наше Солнце, имеют массу близкую к солнечной - от 0,84 до 1,15 его массы.
Время жизни желтых карликов в среднем 10 миллиардов лет. После того как в ядре звезды истощается запас водорода, она во много раз увеличивается в размере и превращается в красный гигант. Красный гигант сбрасывает внешние слои, которые становятся планетарной туманностью, а ядро коллапсирует в маленький, но плотный белый карлик.

7. Белые карлики

Масса белых карликов не превышает 10 масс Солнца.
Изначально во всех звёздах происходят термоядерные реакции превращения ядер водорода в ядра гелия. Однако, в зависимости от массы звезды могут идти и другие реакции. В более массивных звёздах начинается процесс превращения гелия в литий. И, по мере увеличения массы звезды, термоядерная реакция может остановиться на гелии или на неоне. Такие звёзды, в конечном итоге, превращаются в белых карликов, которые состоят из гелия или кислорода, неона и магния.
После того, как в белых карликах термоядерные реакции прекращаются, они продолжают светиться за счёт накопленной прежде тепловой энергии и остывают миллиарды лет.

8. Красные карлики

Масса красных карликов ещё меньше. Она не превышает трети солнечной массы.
Температура фотосферы красного карлика значительно ниже, чем на солнце, и может достигать 3500 К. Такие карлики испускают очень мало света, иногда в 10 000 раз меньше чем Солнце.
Из-за низкой скорости термоядерного сгорания водорода красные карлики имеют очень большую продолжительность жизни — от десятков миллиардов до десятков триллионов лет.
В недрах красных карликов невозможны термоядерные реакции с участием гелия, поэтому они не могут превратиться в красные гиганты.
После того, как они израсходуют весь запас водородного топлива, они превращаются в голубые карлики, а затем — в белые карлики с гелиевым ядром.
Ближайший к Солнцу красный карлик -  Проксима Центавра.

9. Возле красных карликов

Если у планеты, вращающейся вокруг красного карлика, появится простейшая жизнь, то вероятность её развития выше, чем у сравнительно недолговечных звёзд, таких как Солнце.
Однако в таких звёздах происходят очень мощные вспышки. Живые существа, если они появятся на планетах, могло бы защитить от радиации магнитное поле. Однако у планет с приливным захватом магнитное поле обычно отсутствует.

10. Коричневые карлики —  обладают промежуточными физическими характеристиками между планетами и звёздами. Их массы значительно меньше солнечной и лежат в диапазоне 0,013 до 0,075 M;. В них могут идти термоядерные реакции невысокой мощности.

Температуры коричневых карликов не превышают 2800 K, а у самых холодных из них она может достигать 300 K. Радиусы коричневых карликов, вне зависимости от их масс, близки к радиусу Юпитера.
Коричневые карлики в основном формируются так же, как и звёзды: путём коллапса молекулярных облаков. Красный карлик может существовать миллиарды лет, экономно расходуя внутреннее топливо.

Таким образом умеренные и пригодные для жизни условия могут быть только возле какого-нибудь звёздного карлика.
Однако ещё одним критическим условием для жизни является состав атмосферы планеты.
Например, на ближайшей к Земле Венере атмосфера состоит, главным образом, из углекислого газа, но с примесями токсичных сернистого газа, хлористого и фтористого водорода.
Разреженная атмосфера Марса также содержит, в основном, углекислый газ.
В атмосферах Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна главными компонентами являются водород и гелий.
Ещё очень важным для живых существ является давление атмосферы на планете.
А в галактике? Такой тоже может не быть.

11. Межзвёздная эмиграция

Итак, переселение людей к другим звездам невозможно. Слишком далеко, вокруг холод, а людям каждый день кушать надо. Кроме того, люди смертны и в положенный срок заканчивают свой жизненный путь, оставляя вместо себя детей. Но как это обеспечить в пространстве тесного межзвёздного корабля в течение путешествия сроком в тысячи лет?

Однако «голь на выдумки хитра». Что нам какие-то физические и биологические запреты. Сколько раз бывало и похуже. И наши соплеменника, оказавшиеся в безвыходном положении, почешут головы, да чего-нибудь и придумают.

Итак, отправят в межзвёздный полёт к перспективной звезде они не людей, а человеческие зародыши. Искусственный интеллект, при приближении к иносветилу зародыши активирует и они начнут развиваться. Тот же искусственный интеллект займётся уходом за человеческими младенцами, а затем и их развитием. Далее ИИ определит перспективную планету и обеспечит на ней посадку космолёта.

Механические устройства сделают забор воздуха и грунта, а анализаторы выполнят анализы.
И, о счастье - состав атмосферы близкий к земной, есть кислород и вода, сила тяжести - такая же. Можно открывать люки и осваивать новый мир. И вот представители homo earum, наши земные Адам и Ева первые ступают на открытую ими новую землю.

Всё хорошо, но если эта планета уже обитаема? Кто на ней живут? Хищники? Какие-нибудь многоножки о семи головах? Как они поступят с незваными пришельцами? Съедят? Или поселят в вольер и будут показывать своей публике редких представителей галактической фауны?
Столько возникает вопросов. Но об этом пусть пишут писатели фантасты. Не хочу отнимать у них гонорары.