Выбор между центром и окраинами волнует не только жителей мегаполисов, но и астрономов, размышляющих о жизни во Вселенной. Многие считают, что на пустынных задворках Млечного Пути практически невозможно возникновение органических веществ, а значит, и жизни. Но неожиданное открытие органики в этом регионе космоса позволяет надеяться, что жизнь возможна чуть ли не во всей Галактике.
Взгляд со стороны
Обитатель другой галактики, разглядывающий Млечный Путь в телескоп, увидел бы огромный диск, состоящий из нескольких спиральных рукавов. Здесь сосредоточено 80% звезд, включая Солнце, и почти весь межзвездный газ, из которого рождаются новые светила. Этот космический блин окружен разреженной сферой, состоящей из прохладных и очень древних звезд, немногим младше самой Галактики. Наконец, все это погружено в шарообразное облако невидимой темной материи.
Теснее всего светила расположены в центре диска Млечного Пути. При движении от центра спирали к окраинам звезды встречаются все реже и реже. Диск не имеет четкой внешней границы, поэтому ему трудно приписать точный радиус. Чаще всего эксперты называют цифру в 50 000 световых лет. Но, согласно исследованиям последних лет, отдельные звезды встречаются и вдвое дальше от центра диска Галактики. Так же, как звезды, распределен и межзвездный газ, из которого светила возникают и в который частично превращаются после смерти.
Разные поколения
Где в огромном Млечном Пути можно встретить обитаемую планету? Очевидно, лишь там, где есть химические элементы, из которых состоят землеподобные миры и живые организмы.
Основа всех биологических молекул — это водород, углерод, азот, кислород, фосфор и сера. А 98% массы Земли приходится на кислород, кремний, алюминий, магний, кальций и железо. Из всех названных элементов повсеместно во Вселенной распространен только водород. Дело в том, что сразу после Большого взрыва образовались только простейшие и самые легкие химические элементы: водород и гелий, да еще ничтожное количество лития, бериллия и бора. Все остальные ячейки таблицы Менделеева были заполнены благодаря звездам. В их термоядерных топках легкие атомные ядра сливаются, образуя более сложные и тяжелые. Так образуются все элементы вплоть до железа. Еще более тяжелые ядра формируются во взрывах сверхновых и некоторых других процессах, связанных со звездами.
Элементы тяжелее гелия составляли менее 2% облака, из которого примерно 5 млрд лет назад образовалось Солнце и его планеты, включая Землю. Но и такое количество было достигнуто не сразу. Считается, что Солнце — звезда третьего поколения. То есть вещество, из которого образовалось наше светило, к тому моменту уже дважды побывало в составе звезд, обогащавших его «биологическими» и «геологическими» элементами таблицы Менделеева. Эти звезды умерли, частично превратившись в межзвездный газ. Последний стал материалом, из которого образовались новые светила.
Привет из зазеркалья: есть ли в космосе антизвезды
Линия жизни
Понятно, что этот круговорот быстрее совершается там, где больше звезд и межзвездного газа. Именно поэтому едва ли стоит искать обитаемые миры в сферической составляющей Млечного Пути, где газа практически нет и новые звезды просто не рождаются. Эта сфера населена старыми звездами второго поколения, в составе которых элементы тяжелее гелия составляют лишь десятые доли процента. А значит, и их планеты, скорее всего, представляют собой одни только безжизненные водородно-гелиевые гиганты вроде Юпитера.
Скалистые миры, похожие на Землю, должны рождаться в рукавах звездной спирали — в диске Млечного Пути, где находимся и мы сами. Но и там не везде подходящие условия, многие эксперты уверены, что окраины диска совершенно необитаемы. Ведь там межзвездного газа совсем мало и звезды, вырабатывающие «элементы жизни», образуются редко.
С другой стороны, центральные области Галактики — тоже не самое уютное место. Там газа так много, что из него часто образуются массивные светила, в конце жизни взрывающиеся как сверхновые. Подобный катаклизм может уничтожить жизнь на планетах не только самой взорвавшейся звезды, но и ее ближайших соседей. А в самом центре Млечного Пути хозяйничает сверхмассивная черная дыра, чья бурная деятельность не обещает спокойной жизни ни в прямом, ни в переносном смысле.
Получается, что пригодная для зарождения живого область Галактики образует широкое кольцо вокруг центра. В его пределах губительные сверхновые встречаются уже довольно редко, а нужных химических элементов все еще достаточно много. Эта космическая средняя полоса известна как галактическая зона обитаемости.
Общепринятых границ этой Ойкумены не существует. По некоторым оценкам, внутренний радиус «кольца жизни» составляет 6–7 000 световых лет, а внешний — 25–30 000. Даже при консервативной оценке радиуса диска Млечного Пути в 50 000 световых лет получается, что не менее половины Галактики не пригодно для обитания. К слову, Земля находится почти на границе «жилых районов».
«Ученые давно интересуются распространенностью органической химии в нашей галактике, и всегда считалось, что не так уж далеко за Солнцем (если смотреть из центра Галактики — Forbes) нам [уже] не встретится много органических молекул, — комментирует соавтор нового исследования Лилия Келемей из Университета Аризоны. — Широко распространено предположение, что на окраинах нашей галактики просто нет химических веществ, необходимых для образования органики».
Жизнь на задворках
Однако Келемей и еe коллеги опровергли эту пессимистическую гипотезу с помощью наблюдений. Используя радиотелескоп, они обследовали 20 облаков межзвeздного газа, расположенных в самом внешнем спиральном рукаве Галактики — рукаве Лебедя. Эти сгустки материи расположены на расстоянии от 42 до 77 000 световых лет от центра Млечного Пути, то есть на его окраинах. Тем не менее во всех 20 облаках был обнаружен метиловый спирт. Это органическое вещество излучает радиоволны на строго определенной частоте, и его сигнал невозможно ни с чем спутать. Ученые сообщили об этом открытии на 238-й конференции Американского астрономического общества.
Типовое жилье: насколько уникальна Солнечная система
Само по себе обнаружение метанола в космосе — далеко не новость. Но еще никогда он не фиксировался так далеко от центра Млечного Пути, в зоне, где само существование органических веществ считалось невозможным из-за нехватки нужного «сырья».
Конечно, органика — еще далеко не жизнь. Но даже простейшие органические соединения состоят из «биологических» химических элементов. Так, молекула вышеупомянутого метанола (CH3OH) построена из атомов водорода, углерода и кислорода. Там, где есть кислород, скорее всего найдется и более легкий элемент азот. Вместе они составят уже две трети «большой биохимической шестерки». Присутствуют ли на окраинах Галактики фосфор и сера, только предстоит выяснить.
Впрочем, для развития биосферы необходима еще и похожая на Землю планета, а такие миры состоят из «геологических» элементов от кремния до железа. Их наличие в нужном количестве на задворках Млечного Пути, среди старых и бедных тяжелыми элементами звезд, по-прежнему вызывает сомнения. Впрочем, недавнее открытие землеподобной планеты у одной из самых древних звезд Галактики внушает осторожный оптимизм. Возможно, жизнь — куда более распространенное явление, чем мы себе представляем.
Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения автора