Научный взгляд на «Проект «Аврора»: куда отправить звездолет в поисках жизни?

В новом фильме «Проект «Аврора» человечество отправляет межзвездный корабль к другой звездной системе — Тау Кита — в отчаянной попытке спасти Землю от инопланетной угрозы. Как выясняется, ключ к спасению нашей планеты кроется в микробе, который эволюционировал в мире, вращающемся вокруг этой звезды.

Но насколько вероятно, что система Тау Кита действительно является домом для инопланетных организмов? И как из тысяч планет, открытых в других солнечных системах, исследователи определяют, где именно искать жизнь?

Новое исследование, опубликованное в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, призвано помочь ответить на эти вопросы. Авторы работы выделили 45 известных экзопланет, на которых с наибольшей вероятностью может существовать жизнь. А также указали, какие методы астрономы могут использовать для поиска новых миров.

Обычно астрономы находят экзопланеты с помощью «транзитного метода», измеряя, насколько тускнеет звезда, когда планета проходит на ее фоне. Чем крупнее планета, тем сильнее затемнение. Другой основной способ — измерение «дрожания» звезды. Планеты оказывают гравитационное воздействие на свои звезды, поясняет Лиза Кальтенеггер, астрофизик из Корнеллского университета и ведущий автор нового исследования. Чем ближе планета и чем меньше звезда, тем заметнее это дрожание.

На сегодняшний день ученые открыли более 6000 экзопланет, но большинство из них, вероятно, являются безжизненными мирами. В основном это так называемые «горячие юпитеры» — массивные газовые гиганты, вращающиеся очень близко к своей звезде.

Тот факт, что мы нашли так много таких планет, не обязательно означает, что горячие юпитеры распространены больше других типов; возможно, их просто легче обнаружить. Однако ученые сходятся во мнении, что эти миры малопригодны для поиска жизни. В новой статье предлагается, что исследователи с большей вероятностью найдут потенциально обитаемые миры, если будут искать вокруг более мелких и холодных звезд, где каменистые планеты легче различить.

Схема, показывающая границы обитаемых зон в зависимости от типа звезды с указанием каменистых экзопланет. (Изображение: Gillis Lowry/Pablo Carlos Buddasi)

Чтобы претендовать на звание кандидата в обитаемые миры, планета должна соответствовать двум критериям: иметь каменистую поверхность и находиться в так называемой «зоне жизни» — на таком расстоянии от звезды, где вода может существовать в жидком виде.

К сожалению, с момента выхода книжной версии «Проекта «Аврора» в 2021 году ученые пришли к выводу, что у Тау Кита, вероятно, все же нет планет в обитаемой зоне. Шутки ради, Кальтенеггер отмечает, что для человечества это хорошая новость, потому что означает: пожирающие Солнце астрофаги не могли там развиться.

Но если бы мы строили межзвездный корабль для поиска жизни, куда бы мы его отправили? По мнению команды Кальтенеггер, есть несколько ключевых кандидатов. Первый — система TRAPPIST-1. Открытая в 1999 году, эта небольшая красная звезда имеет не менее семи каменистых планет в своей обитаемой зоне. В настоящее время она является объектом пристального внимания космического телескопа «Джеймс Уэбб».

Менее известная звезда, выделенная в исследовании, называется TOI-715. Этот красный карлик вращается вокруг «суперземли» в три раза массивнее нашей планеты, названной TOI-715 b, которая комфортно располагается в зоне жизни. Однако эта система находится на расстоянии 139 световых лет от нас, что делает ее слишком далекой даже для будущего межзвездного корабля.

Гораздо ближе находится Проксима Центавра. Всего в 4,25 световых годах от нас — это буквально космическая дальность броска. В этой системе также есть похожая на Землю планета в обитаемой зоне.

Художественное изображение гипотетической планеты, вращающейся вокруг звезды иного типа. Микроорганизмы и растения на ее поверхности могли бы отражать совершенно иные цвета, не похожие на зеленые леса Земли. (Изображение: Gillis Lowry)

Помимо 45 планет, находящихся в зоне жизни, Кальтенеггер и ее коллеги определили еще 24, которые находятся на ее границе. «Мы называем их "планетами на грани", — говорит она. — Это самые интересные». Эти миры могут вращаться на таком расстоянии от своих звезд, где жидкая вода невозможна, но это не обязательно означает отсутствие жизни. В «Проекте "Аврора"» мы встречаем дружелюбного инопланетянина Рокки, который родом с планеты, где (обычно) нет жидкой воды. Как и мир Рокки, некоторые из этих планет могут быть домом для жизни, которая научилась обходиться без H₂O.

Для Кальтенеггер поиск жизни за пределами Земли требует нестандартного мышления. Мы должны сосредоточить ресурсы на местах, где вероятность найти жизнь наиболее высока, но если слишком сузить область поиска, мы рискуем упустить потенциально невероятные открытия. Стоит взять пример с «Проекта "Аврора"», считает она: «Креативность и воображение — это, я считаю, столпы науки».