Аурелия и Голубая луна

Аурелия и Голубая Луна (англ. Aurelia and Blue Moon) —- гипотетические примеры планеты и луны, на которых могла бы возникнуть внеземная жизнь. Этот проект явился результатом плодотворного сотрудничества телекомпании Blue Wave Productions Ltd. и группы американских и британских ученых, работавших по заказу National Geographic Channel.

Чтобы представить наиболее вероятные условия для возникновения внеземной жизни, и возможные пути ее развития, ученые использовали комбинацию из теории аккреции и знаний из области ксенобиологии и климатологии.

Первые результаты работы были представлены в телевизионной передаче Alien Worlds, состоящей из двух частей, и впервые вышедшей в эфир на британском канале Channel 4 в 2005 году. Впоследствии Channel 4 был выпущен DVD-диск с записью этой передачи. На канале National Geographic Channel данное шоу демонстрировалось под названием Extraterrestrial, и было более акцентировано на проблемах возможной инопланетной жизни на Аурелии и Голубой Луне.

Первая часть передачи посвящена Аурелии, воображаемой землеподобной экзопланете, вращающейся по орбите вокруг красного карлика, который находится в нашей локальной зоне галактики Млечный Путь. Гипотетическая Аурелия может очень сильно походить на недавно обнаруженные экзопланеты Gliese 581 g и Gliese 581 d.

Вторая часть посвящается луне, названной Голубая Луна, и находящейся на орбите вокруг газового гиганта в системе двойной звезды. В свою очередь, Голубая Луна может оказаться похожей на две другие экзопланеты — HD 28185 b и 55 Cancri f.

Причины возникновения теорий

Первые систематические исследования в области экзопланет начались в 1980-х годах, и первые публикации рассматривали высокую вероятность существования жизни на внесолнечных планетах. В настоящее время считается, что для возникновения жизни орбита планеты должна находиться на таком расстоянии от звезды, чтобы на планете могла существовать вода в жидком виде. Это достаточно узкая полоса значений, зависящая от класса звезды и продуцируемой ею радиации. Данный район называют «обитаемой зоной».

По состоянию на сентябрь 2010 г., из всех обнаруженных экзопланет в обитаемую зону попадает только Gliese 581 g.

Самая маленькая из уже обнаруженных планет, Gliese 581 g, имеет массу, превышающую массу Земли, и вращается вокруг красного карлика Gliese 581. Все известные на настоящий момент наименьшие внесолнечные тела вращаются вокруг пульсара PSR 1257+12.

Чувствительность существующих методов обнаружения сильно затрудняет обнаружение внесолярных землеподобных планет, с массой меньшей, чем у названных выше. Чтобы преодолеть эти сложности, в НАСА был запущен проект Terrestrial Planet Finder (TPF), с двумя телескопами, которые планировалось вывести на околоземную орбиту в 2013—2014 гг. Однако, 14 февраля 2007 года Сенат США отменил данную программу.

Еще до отмены TPF, среди астрофизиков проводились широкие обсуждения в поисках наилучших мест для поиска землеподобных планет. Хотя жизнь на Земле и сформировалась у относительно стабильного желтого карлика, звёзды-близнецы Солнца встречаются в нашей Галактике гораздо реже, нежели чем красные карлики (имеющие массу в ½ солнечной и, как следствие, выделяющие гораздо меньше тепла). Помимо того, более четверти всех звёзд располагаются в, по меньшей мере, двойных системах, из которых около 10 % имеют в составе более трех звездных компонент. Потому было бы вполне разумно рассмотреть пути возникновения жизни и в таких условиях. Подобные предположения могут быть полезными в свете возможного запуска телескопов, специализированных для поиска экзопланет, или — для использования в миссии телескопа «Кеплер» под эгидой НАСА.

Аурелия

По мнению учёных, наиболее эффективной целью проекта TPF должны стать красные карлики, что связано с большей вероятностью наличия экзопланет в их окрестностях. Красные карлики сжигают водород с меньшей скоростью, что позволяет продлить срок жизни звезды, и оставляет достаточно много времени для появления и развития жизни на их планетах. Кроме того, данный тип звёзд очень распространён, что существенно повышает шансы на обнаружение жизни во Вселенной.

Однако, красные карлики обладают меньшей светимостью, нежели другие типы звёзд, и это сильно затрудняет обнаружение их планетарных систем. Низкая сила тяготения светила также ограничивает потенциальный размер такой системы. Но, вместе с тем, открытие Gliese 581 g оставляет надежду на открытие и другие планетарные системы красных карликов, в том числе — и потенциально обитаемых.

Орбитальный резонанс

Малые размеры звезды и слабый световой поток, испускаемый красным карликом, означают, что планеты, на которых возможно возникновение жизни, будут находиться намного ближе к звезде, нежели чем, к примеру, Земля. Но существует вероятность того, что планета размером с Землю, находящаяся на такой орбите, попадет в так называемый орбитальный резонанс (англ. Tidal lock). В этом случае, планета всегда будет обращена к звезде только одной своей стороной, так же, как и Луна — к Земле. То есть, сидеральный день в этом случае точно равен году для тела, находящегося на орбите.

Традиционные теории

Традиционные научные теории предполагают, что планеты, попавшие в орбитальный резонанс, не могут удерживать собственную атмосферу, так как столь медленное вращение значительно ослабляет собственное магнитное поле планеты, защищающее атмосферу от сдувания солнечным ветром (см. Гипотеза уникальной Земли)

Тем не менее, учёные, занятые в данной программе, решили проверить верность подобных предположений, и создали модель, описывающую существование таких планет, начиная от стадии протопланетарного диска, и заканчивая их окончательной гибелью. По мнению учёных, такая планета всё же смогла бы удержать атмосферу, хотя, и с очень необычными, по земным меркам, результатами. Половина Аурелии будет пребывать в вечном мраке и никогда не выйдет из ледникового периода, на другой же половине, в той зоне планеты, что обращена прямо к солнцу, будет буйствовать гигантский непрекращающийся ураган с постоянными обильными ливнями. В промежутке между этими двумя зонами будет находится место, относительно пригодное для жизни.

Упомянутый ураган способен создавать в местном океане огромные волны. Океанологам еще предстоит выяснить, насколько высоки могут быть эти волны, особенно — в зоне предполагаемого наличия болот и дельты. Вполне возможно, берега будут регулярно подвергаться их воздействию. Однако, бактерии и простейшие водоросли, скорее всего, выживут.

Если продолжить мысль, и предположить, что в упомянутой обитаемой зоне планеты имеется суша, то вероятно формирование в прибрежной зоне развитой сети речных дельт и заболоченных участков, в связи с выпадением дождей, приносимых ураганом.

На конечном этапе моделирования Аурелии были предприняты попытки создать формы жизни, основываясь на земных эволюционных моделях и принципах функционирования и развития экосистем. Предположения ученых включали в себя теорию о том, что долгое время жизни красного карлика дает возможность для развития и эволюционирования жизни в более широких пределах, нежели на Земле. Так же, была высказана гипотеза, что подавляющее большинство экзопланетарных форм жизни будут основыватся на углероде.

Отталкиваясь от гипотезы о углеродной природе жизни на Аурелии, было высказано предположение, что основная фотосинтезирующая жизненная форма будет представлять собой полурастение-полуживотное и являться автотрофом. Примером тому может служить жалящий веер (англ. Stinger Fan). Это существо имеет пять сердец и ограниченную подвижность, его похожие на опахала листья улавливают энергию солнца, синтезируя сахара, а сердца служат своеобразными насосами, доставляющими питательные вещества к различным органам.

Жалящий веер служит основой питания для другого существа, названного Mudpod. Эта шестиногая полу-амфибия похожа на помесь бобра и большого тритона, с глазами, как у улитки. Их лапы вооружены мощными, постоянно растущими когтями, которые используются этими созданиями для выкапывания пищи, и строительства плотин. Плотины, созданные этими существами, приводят к образованию в речных системах крупных лагун, лиманов и болот.

Выше Mudpod в пищевой цепочке находится Gulphog — большое плотоядное животное, внешне походящее на страуса эму, и являющееся основным хищником в описываемой экосистеме. Эти двухметровой высоты создания живут и охотятся стаями, и имеют зачатки интеллекта.

И, наконец, было описано еще одно земноводное существо — хистерия (англ. Hysteria), выглядящее как стая оранжевых головастиков-пираний. Эти крошечные существа могут образовывать единый супер-организм, способный выходить на отмели, чтобы парализовать и употребить в пищу других животных.

Жизненные формы Аурелии в результате эволюции приобрели множество самых разных особенностей. Наиболее яркой является способность всех организмов, обитающих на планете, обнаруживать солнечные вспышки, и избегать их последствий. Звезды типа «красный карлик» очень нестабильны, и солнечные вспышки — не редкость. Интенсивное ультрафиолетовое излучение представляет опасность для всех углеродных форм жизни, так как приводит к разрыву атомных связей в органических молекулах.

Механизмы приспособляемости аурелианских организмов:

• У Gulphog имеются чувствительные к ультрафиолетовому излучению глаза;
• Жалящие веера могут складываться, подобно вееру, чтобы защитить себя от УФ-излучения;
• Mudpod способны чувствовать ультрафиолетовые лучи участками спины;
• Адаптация для хистерии неизвестна.

См. также:

• v:en:How Life could Evolve in a Red Dwarf Star System
• Gliese 581

Голубая Луна

Гипотетическое изображение Голубой Луны.

Голубая Луна (англ. Blue Moon)практически полностью покрыта водой и имеет очень плотную атмосферу, позволяющую летать существам размером с земного кита. Голубая Луна — спутник планеты типа Юпитера, достаточно холодной, чтобы иметь в атмосфере дождевые облака. И планета, и спутник расположены в системе двойной звезды.

Голубая Луна по размеру сравнима с Землей, но имеет атмосферное давление втрое выше, чем земное.

Отличительной особенностью этой луны является отсутствие полярных ледяных шапок: плотная атмосфера и покрывающий поверхность океан позволяют поддерживать температуру константной. Из космоса можно было бы наблюдать зеленоватую дымку на поверхности, создаваемую огромным числом плавающих в воде и летающих в воздухе полотнищ мхов и водорослей.

Более плотная, нежели чем на Земле, атмосфера позволяет держаться в воздухе, соответственно, более массивным существам. Например, можно представить себе небесного кита (англ. Skywhales), огромного китообразного, предки которого покинули океан, чтобы освоить воздушные просторы. Избыток кислорода в атмосфере приводит к повышению силы мышц, и эти существа, с размахом крыльев, достигающим 10 метров, всю свою жизнь проводят в воздухе, питаясь уже упомянутыми выше мхами и водорослями. Стоит отметить, что в данном случае переход от плавающих организмов к летающим произошел очень резко, в один эволюционный скачок.

Высокое содержание кислорода в атмосфере (до 30 %) приводит к частым спонтанным самовозгораниям во время гроз. Уровень углекислого газа также повышен, примерно в 30 раз по сравнению с земным, что приводит к повышению температуры воздуха и насыщению его водяными парами (парниковый эффект). Как и земная Луна, Голубая Луна также находится в орбитальном резонансе, и всегда повернута одной стороной к своей планете. Период обращения Голубой Луны вокруг газового гиганта составляет 10 суток, из которых лунный день длится 5 суток, и столько же — лунная ночь. Долгие дни и ночи являются причиной сильных межполушарных воздушных потоков, которые, в дополнение к плотной атмосфере и повышенному содержанию кислорода, помогают воздушным формам жизни поддерживать свой непрерывный полёт.

Небесные киты служат пищей для насекомовидных капюшонных сталкеров (англ. caped stalkers), местных хищников, живущих колониями. У капюшонных охотников имеется четкое разделение ролей между разными специализированными особями, что напоминает структуру муравейника или улья. Разведчики обнаруживают небесных китов, помечают их особым запахом, и возвращаются назад в гнездо. Рабочие особи собираются в большой рой, находят кита, помеченного разведчиками, вынуждают его снизиться, после чего убивают и доставляют пищу в колонию. И, наконец, во главе колонии стоит королева, откладывающая яйца, из которых появляются новые сталкеры. Образ жизни данного вида более всего похож на существование гнезд земных шершней.

В свою очередь, сталкеры сами являются жертвой для пагоды (англ. Pagoda), растения, чьи ветви-щупальца покрыты призрачными ловчими сетями. Когда капюшонный охотник попадает в эти сети, пагода использует ветви-щупальца, чтобы поднять спелёнутую жертву наверх, к ротовому отверстию, чтобы растворить в кислоте примитивного желудка.

Гигантские кайты (англ. giant kites), как и небесные киты, парят над пологом леса. Внешне они напоминают парашют, и могут достигать 5 метров в диаметре. Своеобразные «страховочные фалы» позволяют им контролировать высоту полета, а щупальца, похожие на щупальца земных медуз, выхватывают личинки жуков-вертолётов (англ. Helibug) из воды. Последние примечательны тем, что имеют трилатеральную симметрию тела: три ноги, три глаза, три крыла, три челюсти, и три языка.

До 70 % суши Голубой Луны покрыто двумя основными типами растительности — деревьями-пагода (англ. pagoda plants), и баллонные деревьями (англ. balloon tree). Деревья пагода могут соединяться между собой, и это позволяет их зарослям достигать высоты более 200 метров. Их полые листья собирают дождевую воду, что является одним из механизмов приспособляемости, так как представляется невозможным, с точки зрения физиологии растений, доставить воду на такую высоту с поверхности земли. Баллонные деревья рассеивают свои семена, наполняя каждое водородом, что позволяет им парить в плотной атмосфере. В этом данные растения напоминают некоторые водоросли с Земли.

Поверхность суши Голубой Луны довольно часто опустошается сильными лесными пожарами, которые полностью истребляют пагодовые леса. Баллонные деревья заполняют образовавшиеся прогалины. При пожаре их семена рассеваются гораздо эффективнее. Небесные киты и кайты набирают высоту, пока пожар не утихнет. Стратегия выживания сталкеров при пожаре не выяснена.

См. также:

• 55 Cancri
• HD 28185

См. также

Концепции и теории

• Происхождение жизни
• Панспермия
• Жизнепригодность планеты
• Snaiad
• Терраформирование

Научные исследования

• Darwin IV
• NASA Astrobiology Institute
• SETI

• Чужая Планета, научно-фантастический фильм, разработанный специально для Discovery

Ссылки

• National Geographic: «Extraterrestrial»