Уравнение Дрейка – это мысленный эксперимент, позволяющий определить, какие переменные необходимы для вычисления числа разумных цивилизаций во Вселенной. Некоторые люди критикуют это уравнение за то, что мы можем только догадываться о значениях этих переменных, но суть не в этом. Суть заключалась в том, чтобы определить переменные. Это позволяет нам сделать следующий шаг в мысленном эксперименте, ввести возможные значения и посмотреть, какие ответы мы получим. Кроме того, со временем мы будем получать все более точные оценки этих переменных.
Недавно астрономы Леб, Батиста и Слоан опубликовали статью, в которой они провели аналогичный мысленный эксперимент, но вместо того, чтобы задавать вопрос о том, насколько распространена жизнь во Вселенной прямо сейчас, они задались вопросом, насколько распространенной она, вероятно, будет в течение жизни Вселенной.
Их вывод:
Мы обнаружили, что если не подавить обитаемость вокруг звезд с низкой массой, то жизнь, скорее всего, будет существовать вблизи звезд размером ~ 0,1 млн⊙ через десять триллионов лет.
Десять триллионов лет – это долгий срок, учитывая, что возраст Вселенной составляет всего 13,82 миллиарда лет. Они говорят о том, что во Вселенной много звезд с низкой массой, или красных карликов. Кроме того, звезды с низкой массой имеют очень длительный срок службы – сотни миллиардов и даже триллионы лет. Около 76,45% всех звезд в мире являются красными карликами, и звезда с массой 0,1 массы Солнца (десятая часть массы нашего Солнца) могла бы просуществовать 10 триллионов лет в соответствии с нашими моделями звездной физики.
Десять триллионов лет – это долгий срок для развития жизни.
Итак, если жизнь может развиваться и выживать вокруг красных карликов, то, по расчетам авторов, в отдаленном будущем большая часть жизни во Вселенной будет существовать вокруг таких звезд. В частности, они подсчитали, что через 10 триллионов лет жизнь будет в 1000 раз более распространенной, чем сейчас.
Это также означает, что жизнь на Земле возникла относительно рано в истории Вселенной. Некоторые новостные агентства сообщили об этом следующим образом: Что, если мы не нашли инопланетян, потому что люди появились первыми? Однако в статье делается другой вывод. Леб осторожно отмечает, что их расчеты относительны. Они задаются вопросом не о том, насколько вероятна жизнь сейчас, а об относительной вероятности ее появления со временем.
Жизнь вокруг Красного карлика
Ключевой вопрос здесь заключается в том, насколько вероятна жизнь вокруг звезды-красного карлика. Главное преимущество таких звезд в том, что они стабильны на протяжении триллионов лет. Они являются отличным и надежным источником тепла и энергии. Продолжительность жизни нашей звезды составляет около 10 миллиардов лет, так что у нас в запасе есть еще около 5 миллиардов лет. Звезды-красные карлики только зарождаются через 10 миллиардов лет.
Однако есть несколько недостатков. Один из них заключается в том, что звезды – красные карлики, как правило, нестабильны в период своей молодости. Они имеют тенденцию вспыхивать, за считанные минуты резко увеличивая выработку энергии и облучая близлежащие планеты. На них также могут быть большие солнечные пятна, которые снижают их светоотдачу до 40%.
Со временем красные карлики успокоятся, но тем временем они, вероятно, разрушат атмосферу близкого мира и выкипятят всю воду.
Чтобы оказаться в обитаемой зоне, планета, вращающаяся вокруг красного карлика, скорее всего, должна быть замкнута приливом или, по крайней мере, находиться на резонансной орбите, как наш Меркурий. Если бы она была замкнута приливом, то одна сторона всегда была бы обращена к звезде, а другая – в другую сторону.
Однако все еще могут существовать правдоподобные сценарии, при которых на таких планетах могла бы существовать жизнь. Планеты, возможно, возникли дальше от звезды, а затем мигрировали в обитаемую зону после того, как звезда стала более стабильной, так что у них все еще оставались летучие вещества, которые затем нагревались, образуя атмосферу и жидкие океаны.
Сильное магнитное поле могло бы защитить такой мир от радиации, но, будучи замкнутым в приливном направлении, он бы медленно вращался, и это могло бы ограничить силу его магнитного поля.
Если замкнутый в приливном направлении, вокруг пограничной зоны между ночью и днем все еще может оставаться полоса, подходящая для жизни. Плотная атмосфера также может защищать дневную сторону и передавать тепло на темную сторону.
На данный момент существует слишком много переменных, чтобы делать какие-либо серьезные прогнозы. Однако огромное количество красных карликов означает, что даже маловероятные планетарные сценарии все равно будут происходить часто и увеличат вероятность возникновения жизни.
Проксима b
Европейская южная обсерватория (ESO) только вчера подтвердила, что они обнаружили планету вокруг ближайшей к нашей Солнечной системе звезды, Проксимы Центавра. Это красный карлик с массой 0,123 массы Солнца – в точности соответствует сценарию, предложенному авторами.
Планета Проксима b имеет массу 1,3 массы Земли и находится в потенциально обитаемой зоне Проксимы Центавра. Планета находится всего в 7 миллионах миль от звезды и совершает оборот вокруг нее за 11,2 суток. Это означает, что она почти наверняка подвержена приливам.
Главный вопрос в том, может ли на этой планете быть жизнь? Поскольку она находится так близко, мы, возможно, сможем определить, есть ли у нее атмосфера, и если есть, то есть ли признаки жизни (например, кислород).
Это то, что нам нужно – реальные наблюдения, чтобы лучше оценить значение переменных в этих уравнениях. Мы можем бесконечно спорить о вероятности существования жизни на планетах, вращающихся вокруг красных карликов, но когда мы действительно начнем их подсчитывать, то, очевидно, будем иметь гораздо лучшее представление о том, каков реальный процент.
Если жизнь распространена вокруг звезд с красными карликами, то жизнь гораздо более распространена во Вселенной, потому что большинство звезд – красные карлики, и они существуют долгое время. Далее, если это так, то расцвет жизни во Вселенной наступит не раньше, чем через 10 триллионов лет.
Жизнь вокруг желтого солнца, подобного нашему, на ранних этапах существования Вселенной может быть скорее исключением, чем правилом. Опять же, это условно. Мы до сих пор не имеем реального представления о том, насколько распространена жизнь во Вселенной прямо сейчас.
Теперь, когда мы нашли множество экзопланет и можем начать формировать статистическое представление о том, на что похожи типичные солнечные системы, следующий шаг – поиск признаков жизни, чтобы мы могли начать видеть эмпирически, насколько распространена жизнь во Вселенной.
