С точки зрения человека, возникновение жизни на Земле и появление на ней разумных существ - величайший качественный скачек в процессе развития материи во Вселенной. Возможно, нам просто повезло. На Земле совпало несколько благоприятных для зарождения жизни обстоятельств.
Далеко не всякая звезда становится солнцем, окруженным планетами: если туманность, из которой произошла звезда, вращалась бы чуть медленнее, планеты бы не возникли. Далеко не всякая звезда, даже с планетами, способна создать на них условия, пригодные для жизни. Ведь для зарождения и развития жизни нужно много времени - миллиарды лет. Все это время звезда должна гореть одинаково. Тогда условия на планете будут постоянны, и жизнь сможет к ним приспособиться. Кроме того, орбита планеты, на которой возникла жизнь, должна быть круговой. При вытянутой эллиптической орбите, на планете, при приближении к солнцу, испарялась бы вся вода, а при удалении от него, вся вода превращалась бы в лед. Немаловажную роль играют также размеры планеты.
В нашей Галактике 200 миллиардов звезд. И уж, наверное, в ней есть планеты, похожие на Землю.
Еще в IV веке до н. э. Эпикур высказал смелое предположение о бесконечной множественности миров (по другим источникам, эта идея принадлежит другому «атомисту» - Демокриту), что как он считал, логично проистекает из факта бесчисленности «атомов». Его современник Аристотель имел иное мнение: он видел Землю уникальным центром безупречного кристаллического неба.
Представление о множественности миров возродилось после появления системы мира Коперника. Надо заметить, что у Коперника Вселенная была конечной, замкнутой сферой неподвижных звезд, и неподвижное Солнце составляло ее абсолютный центр. Идею о том, что Вселенная бесконечна и не имеет центра, а звезды такие же солнца, как и наше и могут иметь около себя планеты, высказал Джордано Бруно. Широко известен его тезис: «Имеются бесчисленные солнца, бесчисленные земли, на этих мирах могут обитать живые существа…». Однако тезис этот был сформулирован под влиянием взглядов другого, не менее известного мыслителя, приближенного римского папы, Николая Кузанского (настоящее имя Николай Кребс). Большинство его сочинений было издано после его смерти. Видимо это и спасло его от преследований инквизиции. Вот, что утверждал великий Кузанец: «Наша Земля в действительности движется, хотя мы этого не замечаем. Земля – благородная звезда, имеющая свои особые и отличительные от других звезд свет, тепло и влияние. Жители других звезд несоизмеримы с обитателями нашего мира. В отношении других звездных областей мы равным образом подозреваем, что ни одна из них не лишена обитателей и у единой Вселенной, по-видимому, столько отдельных мировых частей, сколько звезд, которым нет числа».
Для доказательства правоты древнегреческих «атомистов» человечеству потребовалось более двух тысяч лет.
В конце 1995 г. была обнаружена первая экзопланета, т.е. внешняя по отношению к Солнечной системе планета, обращающаяся вокруг другой звезды. В настоящее время известно в общей сложности более ста планетных систем у других звезд.
Однако оказалось, что орбиты большинства экзопланет представляют собой довольно сильно вытянутые эллипсы. Так, например, эксцентриситеты орбит планет у звезд 16 Лебедя В, Глизе 3021 и HD 210277 составляют 0.57, 0.51 и 0.45 соответственно. Для сравнения, в нашей системе наибольшие эксцентриситеты у Меркурия и Плутона (около 0.2), а у всех остальных планет орбиты почти круговые с эксцентриситетом меньше 0.1.
Еще более удивительным оказался тот факт, что большинство внесолнечных планет расположено чересчур близко от своих звезд – значительно ближе, чем Меркурий от Солнца! Например, планета около звезды 51 Пегаса имеет массу около половины Юпитера и находится на орбите в 8 раз более близкой, чем Меркурий. Температура ее поверхности составляет примерно 1000о, за что в дальнейшем этот тип планет получил название «горячие юпитеры».
По последним данным число планет в нашей Галактике превышает 230. Астрономы считают, что возможно даже исследовать атмосферу 10-20% вновь открытых планет. Французские ученые, работающие с данными, полученными при помощи орбитального телескопа "Хаббл", нашли кислород и углерод в атмосфере планеты, находящейся от Земли на расстоянии 150 световых лет.
Планеты, подобные Земле, можно обнаружить, исследуя их погоду. Наблюдения за погодой на других планетах – такой способ обнаружения внеземной жизни предложили американские ученые. Эрик Форд из обсерватории Принстонского университета и его коллеги разработали компьютерную модель для расчета количества солнечного света, отражаемого Землей в космос. Они решили выяснить, как выглядела бы ситуация, в которой Земля бы вращалась вокруг далекой звезды, а за ней наблюдали космические зонды, созданные в НАСА или в Европейском космическом агентстве. Было выяснено, что в течение дня отражательная способность нашей планеты сильно изменяется, в зависимости от того, какое полушарие повернуто к Солнцу. Ведь если на нем доминирует океан, то отражаться будет много больше света, по сравнению с континентом. Таким образом, если бы инопланетный наблюдатель стал смотреть на Землю, он был бы способен определить не только период обращения планеты, но и сделать предположения о существовании на ней континентов, океанов и изменяющих свою форму облаков, которые обеспечивают 20 процентов отраженного света.
Пока среди всех открытых систем внесолнечных планет больше всего похожа на солнечную система около звезды 47 Большой Медведицы. Сама звезда солнечного типа, чуть старше Солнца. Поэтому она значительно горячее и ярче, так что зона обитания отодвинута дальше к периферии планетной системы. Протяженность ее от 1 до 1.9 а.е. (для Солнца зона обитания составляет от 0.8 до 1.7 а.е., внутри орбит Венеры и Марса). Сейчас известно, что вокруг 47 Большой Медведицы обращаются две гигантских планеты.
Вот как художник представляет себе одну из планет звезды 47 Большой Медведицы.
С открытием экзопланет у астрономов появилась возможность провести некоторое сопоставление их характеристик с характеристиками планет, которые мы считаем "своими". Из этого сопоставления явствует, что вполне возможно наша Солнечная система не является "нормой". Покрытая кратерами поверхность Луны и других тел, сильный наклон оси вращения Урана к плоскости его орбиты, многие другие явления говорят о том, что в начальный период существования нашей системы они пережили множество яростных ударов. Согласно оценкам, в течение первых 100 млн. лет в небе над Землей появлялось по одной яркой комете еженедельно!
Возможно, что в течение первых 500 млн. лет в нашей системе было 10 или 11 крупных планет. Это большое везение, что такие планеты, как Земля, не были вышвырнуты гигантами на сильно вытянутые орбиты.
Для того чтобы, в конце концов, получилась аккуратная круглая орбита, может быть, необходимы определенные начальные условия. Почти идеально круглая орбита крупнейшей нашей планеты - Юпитера - способствует тому, что стабильными остаются орбиты только 8 планет. Это подтверждается математическим моделированием. Если бы у Юпитера орбита была бы эксцентрической, то Земля и Марс, вероятнее всего, уже давно были бы вышвырнуты за пределы Солнечной системы. Не существовало бы в подходящей для обитания зоне планет земного типа. Последние открытия обнаружили в районе планет-гигантов весьма крупные тела, сравнимые с Луной, Плутоном. Недавно обнаружена планета за орбитой Плутона, правда, ее размеры уступают Плутону. Все эти открытия могут говорить, в частности о том, что эволюция планетных орбит в солнечной системе еще не завершена. Пока не известно, какова дальнейшая судьба этих больших «малых планет». Необходимы специальные исследования.
Открытие первых планет у других звезд, вместе с доказательством множественности планетных систем, предложило исследователям ряд новых головоломок.
Какая доля звезд обладает собственными планетами? Существуют ли планетные системы сходные с нашей? Обычно ли местонахождение небольших, землеподобных планет в зоне возможного обитания, где температуры позволяют жизни возникнуть? Ответов на эти вопросы пока нет.
