Что нужно сделать, чтобы полностью уничтожить жизнь на какой-нибудь планете

Хорошая новость для тех, кто занимается поиском жизни на других планетах.

Первая экзопланета была открыта в 1988 году. После этого было обнаружено более 3 тысяч планет за пределами нашей солнечной системы, и можно предположить, что около 20% похожих на Солнце звезд имеют похожие на Землю планеты в пригодных для обитания зонах. Пока нам не известно, существует ли на какой-либо из этих планет жизнь — и мы вообще не знаем, как зарождается жизнь. Но даже если жизнь где-то и зародилась, то сможет ли она выжить?

Земля пережила в своей истории, по крайней мере, пять периодов массового исчезновения жизни. Уже давно принято считать, что от воздействия астероидов вымерли динозавры. Мы как человеческий род справедливо проявляем беспокойство по поводу тех событий, которые могут привести к нашему собственному уничтожению — то есть, изменение климата, ядерная война или болезни способны стереть нас с лица земли. Поэтому вполне естественно возникает вопрос — а что нужно сделать для того, чтобы уничтожить всю жизнь на какой-либо планете?

Для этого нужно установить какой-то контрольный показатель, и мы стали заниматься изучением вида, считающегося наиболее выносливым, — тихоходок (tardigrade), которых еще называют «водными медведями» за их внешность. На основании нашего недавнего исследования мы можем сказать, что этих микроскопических восьминогих созданий или их эквивалентов будет очень сложно уничтожить на любой похожей на нашу планете. Единственная способная их уничтожить астрофизическая катастрофа является столь маловероятной, что ее шансы можно просто не принимать в расчет. Подобная исключительная способность выживания добавляет веса идее о том, что жизнь живуча и что ее можно будет найти на других, менее гостеприимных планетах, чем наша собственная.

Последние выжившие

Тихоходки известны своей способностью выживать в невероятных условиях. Если температура на короткое время опустится до минус 272 градусов Цельсия или поднимется до 150 градусов Цельсия, то с ними ничего не произойдет. Если повысить атмосферное давление более чем в тысячу раз, чем на поверхности Земли, или понизить до космического вакуума, они выживут. Тихоходки способны в течение почти 30 лет обходиться без пищи и воды. Они могут выдерживать излучение в тысячи грей (стандартные дозы), тогда доза в десять грей является смертельной для большинства людей.

Тихоходки живут повсюду на нашей планете, однако они способны также существовать глубоко под водой, в вулканических кратерах на дне Мариинской впадины, и при этом их совершенно не беспокоят такие вещи, как жизнь и смерть обитающих на поверхности млекопитающих. В результате исчезновения озонного слоя или верхней части атмосферы люди будут подвержены воздействию смертельной радиации, тогда как толща воды будет выполнять защитную функцию.

Мы хотели понять, какие катаклизмы, в конечном итоге, способны уничтожить этих живучих тихоходок. Что должно произойти, чтобы они перестали существовать на нашей планете? Вот самый простой ответ: все океаны нашей планеты должны закипеть. На Земле для этого потребуется невероятное количество энергии — 5,6×10²⁶джоулей (при современном общем уровне ее производства для этого потребовалось бы около миллиона лет). Поэтому мы должны рассматривать астрофизические события, которые могли бы обеспечить подобное количество энергии.

Существуют три главных кандидата, способных это сделать — астероиды, сверхновая звезда и вспышка гамма-излучения. Земля в течение всей истории своего существования подвергалась воздействию астероидов. Однако в нашей солнечной системе имеется всего 17 кандидатов на эту роль (включая такие карликовые планеты как Плутон и Эрис), поскольку они должны быть достаточно большими, чтобы обеспечить образование необходимого количества энергии. Однако их орбиты не пересекаются с орбитой Земли.

Если проанализировать последствия столкновения Земли с астероидами, то мы можем экстраполировать тот уровень, при котором подобного рода события по типу судного дня могут произойти. Оказывается, что нечто подобное происходило примерно раз в 10¹⁷ лет — и это больше, чем время существования вселенной. Поэтому вероятность такого события весьма низка.

При рождении сверхновых звезд (масштабный взрыв звезд) выделяется колоссальное количество энергии — 10⁴⁴ джоулей — более чем достаточно для того, чтобы довести до точки кипения воду в наших океанах. К счастью, уровень образовавшейся энергии быстро падает по мере удаления объекта от сверхновой звезды. То есть, в случае Земли для стерилизации нужно, чтобы сверхновая звезда появилась на расстоянии около 0,013 световых лет. Если не считать Солнце, то ближайшая звезда Проксима Центавра (Proxima Centauri) находится на расстоянии 4,25 световых лет (и она не подходит для образования сверхновой звезды).

Для таких планет как Земля в нашей галактике дистанция между звездами зависит от их удаленности от галактического центра. Ее центральный балдж (central bulge) имеет больше объектов, чем та часть, которая находится ближе к нам. Но даже на более близком расстоянии, если учитывать частоту возникновения сверхновых звезд, стерилизация вряд ли будет происходить чаще, чем раз в 10¹⁵ лет, и это вновь намного превышает возраст вселенной.

И, наконец, существуют вспышки гамма-излучения, загадочные взрывы, в результате которых образуется огромное количество энергии, фокусируемой в очень тонкие пучки радиации. Анализируя эти взрывы так же, как мы это делали в случае со сверхновыми звездами, мы обнаружили, что они способны уничтожить жизнь на таких планетах как Земля только в том случае, если их источник будет находиться на расстоянии не более 42 световых лет, а сама планета окажется на пути движения луча. И вновь оказывается, что частотность такого рода событий достаточно низкая, и поэтому очень небольшое количество планет могут быть стерилизованы в результате вспышки гамма-излучений.

Апокалипсиса не будет

Принимая во внимание ничтожную вероятность подобных апокалиптических событий, мы приходим к выводу о том, что тихоходки будут существовать вплоть до взрыва Солнца, а произойдет это примерно через миллиард лет. Есть еще одна, последняя и крайне маловероятная возможность — какая-нибудь звезда может столкнуть с орбиты какую-нибудь планету. Но и в этом случае вулканические кратеры, где и обитают некоторые тихоходки, могут производить тепло до того момента, пока ее не захватит другая звезда.

Существует немало событий как внешних, так и местных, которые могут привести к исчезновению человеческого рода. Однако жизнь в целом невероятно живуча. Начиная поиски жизни за пределами Земли, мы вправе сделать следующее предположение: если на какой-то планете зародилась жизнь, то некоторые ее элементы все еще могут там существовать.

Рафаэль Батиста (Rafael Alves Batista), Дэвид Слоан (David Sloan)
Источник