Новое исследование, проведенное командой ученых под руководством аспиранта Тима Боварда (Tim Bovaird) и адъюнкт-профессора Чарли Линевивера (Charley Lineweaver) из Австралийского национального университета,  указывает на то, что в нашей галактике могут быть миллиарды планет пригодных для жизни.

С помощью анализа данных, собранных космическим телескопом Kepler, ученые подсчитали количество планет, пригодных для жизни. Только в нашей галактике их могут быть сотни миллиардов, то есть даже по несколько на каждую из 100 млрд звезд Млечного Пути. По расчетам ученых, в обитаемой зоне обычной звезды в среднем находится около двух планет. Получается, что в нашей галактике множество планет, на поверхности которых есть вода в жидком виде. Все они могли стать колыбелью для жизни, как и наша Земля.

Надо отметить, что существует множество расчетов количества потенциально обитаемых планет в Млечном Пути. Оценки варьируются от единицы (Земля) по миллионов, но прогноз Боварда и Линевивера самый масштабный. Пока трудно сказать, какие прогнозы ближе к реальности, поскольку современные астрономические приборы не могут вести прямые наблюдения далеких экзопланет.   

В обитаемых зонах звезд Млечного пути могут быть в среднем по две землеподобные планеты

Технические характеристики космического телескопа Kepler позволяют ему более-менее надежно обнаруживать  лишь раскаленные планеты, которые находятся слишком близко к своим звездам и не могут быть обитаемыми.   Однако  в распоряжении астрономов есть математические методы поиска планет, такие как  правило Тициуса-Боде, которое позволяет определить местоположение невидимой для приборов планеты по характеристикам орбиты соседних небесных тел. Используя данные Kepler и математические расчеты, австралийские ученые попытались определить местоположение экзопланет, которые космические телескопы пока не могут увидеть.

"По нашим расчетам, потенциально пригодных для жизни планет в нашей галактике множество, — рассказывает Чарл Линевивер. — Тем не менее, мы не сталкивались с разумной жизнью, способной строить радиотелескопы и космические корабли. Видимо, существует какое-то препятствие, которое мешает возникновению жизни или развитию цивилизаций. Возможно, развитые цивилизации в итоге разрушают себя и погибают".

Вопрос молчания Вселенной, то есть отсутствия сигналов другой разумной жизни, является одной из самых значительных научных тайн. Если в галактике так много пригодных для жизни планет, почему до сих пор мы не получили от них никаких сигналов, например радио или лазерных? Существует множество гипотез на этот счет. Пессимистичные гласят, что жизнь на Земле — фантастическая случайность, и мы одиноки в галактике и даже Вселенной. Есть и более оптимистичные, в частности некоторые ученые полагают, что развитые цивилизации используют для общения не лазеры и радио, а более продвинутые технологии, например, нейтринные приемопередатчики или пока неизвестные нам способы связи.

Есть и более пугающие теории, такие как гипотеза галактического хищника. Согласно ей, разумная жизнь молчит не случайно: в нашей галактике существует некая сила, которая реагирует на сигналы молодых цивилизаций и заставляет их замолчать. Это может быть что угодно: агрессивная кочевая цивилизация или высший разум, который "присоединяет" цивилизации к своей коммуникационной сети. Таким образом, сторонники теории хищника считают ошибкой нынешнее бездумное транслирование сигналов с Земли.  

Газовые гиганты могут стать обитаемыми

Некоторые потенциально обитаемые планеты могли начать свою историю как газовые гиганты, такие как Нептун. Эти миры богаты водой и способны поддержать огромную биосферу

Ученые Родриго Люгер (Rodrigo Luger) и Рори Барнс (Rory Barnes) из Университета Вашингтона опубликовали в издании Astrobiology статью, в которой описывается сценарий формирования пригодного для жизни мира из газообразных планет, похожих на Нептун. Как это не парадоксально, но разрушительные приливные  силы и солнечная радиация способны трансформировать безжизненный газовый "мини-нептун" в теплую скалистую планету, покрытую океанами.

Большинство звезд в нашей галактике — это звезды с небольшой массой, так называемые карлики М-класса.  Они меньше по размеру и менее теплые, чем Солнце, поэтому  обитаемая зона у них расположена ближе к звезде, чем в Солнечной системе. Астрономы надеются в ближайшие годы найти в обитаемых зонах М-звезд суперземлю, поэтому важно знать, может ли там существовать жизнь. Суперземли по массе больше, чем Земля, но меньше, чем газовые гиганты, такие как  Нептун и Уран. Сложность моделирования таких систем в том, что существует много процессов, которые незначительны на Земле, но могут повлиять на потенциальную обитаемость планет у М-звезд.

В теории зарождению жизни на планете препятствуют два основных фактора: приливные силы и мощное излучение родительской звезды.  На Земле слабые приливы вызывает Луна: спутник "тянет" воду океанов к себе из-за чего на ближайшей к Луне стороне планеты уровень мирового океана растет, а на противоположной наоборот падает.

На крупных планетах в системах М-звезд приливы могут быть гораздо сильнее. Они сплющивают планетарную сферу, вызывают мощное трение скальных пород, извержение вулканов, разогрев планеты и, как следствие, парниковый эффект, который не оставляет жизни шансов.

С активностью звезд М-класса также все непросто — они излучают большое количество рентгеновских и ультрафиолетовых лучей, которые нагревают верхние слои атмосферы планеты. Это приводит к сильным ветрам, способным разрушить атмосферу и лишить планету воды всего за несколько сотен миллионов лет с момента ее формирования.

В распоряжении Вселенной есть множество способов превратить даже самые негостеприимные планеты в обитаемые миры 

К счастью, есть и более оптимистичные сценарии. Моделирование, проведенное  Люгером и Барнсом, показывает, что у М-звезд есть шанс сформировать уникальные обитаемые миры, которые по комфорту будут сравнимы с Землей. Причем помогут в этом главные "враги жизни" — приливы и солнечное излучение, которые  могут превратить мини-нептун в цветущий водный мир.

Мини-нептуны обычно образуются далеко от родительской звезды и формируются изо льда, водорода и гелия. Такие планеты представляют собой каменное или ледяное ядро, окруженное плотной толстой газовой оболочкой. Понятно что жизнь, похожая на земную, на таких планетах невозможна.

Однако моделирование показало, что в некоторых случаях приливные силы могут привести к смещению газовых планет ближе к их родительским звездам, где они попадают под более мощное рентгеновское и УФ-излучение.  Солнечный ветер быстро "сдувает" с планеты газовую оболочку, оставляя скалистый мир (бывшее ядро) иногда богатый водородом.  

Такие планеты будут богаты водой, поскольку исходное "сырье", мини-нептун, обычно  имеет большие запасы льда. После того, как планета перемещается в обитаемую зону, лед тает, и новый мир обретает океаны, в которых может зародиться жизнь.

В процессе превращения мини-нептуна в потенциально обитаемую  планету очень важна скорость "сдувания" газовой оболочки. Если она исчезнет слишком быстро, парниковый эффект испарит воду с поверхности и превратит планету в копию Венеры. Если же потеря будет идти слишком медленно, то плотная газовая оболочка просто  не успеет исчезнуть и не оставит времени на создание условий для зарождения и развития жизни. К счастью, в галактике много М-звезд, так что высок шанс того, что где-то мини-нептун удачно пережил путешествие с дальней холодной орбиты и превратился в цветущий сад внеземной жизни.