В ПОИСКАХ ИНОПЛАНЕТНЫХ ЧУДОВИЩ
Сегодня кажется уже общепринятым, что вся жизнь в Солнечной системе сосредоточилась на планете Земля. Однако энтузиасты не оставляют надежды, что даже если инопланетной жизни нет сейчас, то она была в прошлом и обязательно появится в будущем.
Эта надежда, очевидно, не покидала и ученых, которые отправляли свои исследовательские аппараты в сторону Марса. Им хотелось верить, что допущена ошибка и где-нибудь в глубоких пещерах, под ржавым грунтом, скрываются особые формы жизни, сумевшие приспособиться даже к таким суровым условиям обитания.
Веру подкрепляло недавнее открытие особой биосферы, сформировавшейся вокруг «черных курильщиков» — горячих подводных фонтанов, образовавшихся в некоторых районах Тихого океана. Считалось, что в этих местах должны быть кладбища морских животных, но вместо костей исследователи обнаружили настоящие оазисы — причем живые формы, обитавшие там, кардинальным образом отличаются от всего, что нам известно. Прежде всего тем, что их существование не зависит от солнечного света, целиком основываясь на химических реакциях, происходящих в жерле «черного курильщика».
Нечто подобное ученые рассчитывали найти и на Марсе. Их робкие ожидания были полностью вознаграждены.
3.1. Жизнь на Марсе есть!Реки и озера Марса
Двадцать седьмого июля 2000 года руководитель космической науки НАСА доктор Эдвард Вейлер заявил, что американское космическое агентство приняло решение отправить на Марс два крупных марсохода.
Предполагалось, что каждый из марсоходов проработает примерно 90 суток, однако в результате они намного перекрыли свой расчетный ресурс, продолжая движение по Марсу и по сей день.
Первый из марсоходов, получивший название «Spirit» («Дух»), совершил посадку 4 января 2004 года в 07:35 по московскому времени внутри кратера Гусева, который, по мнению многих специалистов, когда-то был озером.
Посадка второго марсохода «Opportunity» («Возможность») состоялась 25 января 2004 года в 08:05 по московскому времени на противоположной стороне планеты, где находится так называемая равнина Меридиана.
Марсоходы были спроектированы и построены специалистами Лаборатории реактивного движения в Пасадене (штат Калифорния). Стоимость каждого из них составляет около 300 миллионов долларов, при стоимости всей миссии на Марс около 800 миллионов. При этом межпланетная станция весит 1063 килограмма и состоит из посадочной ступени и собственно марсохода.
Сами марсоходы представляют собой шестико-лесные прямоугольные платформы весом 179 килограммов. На них установлены панорамная и навигационные камеры, миниатюрный спектрометр термальной эмиссии (Mini-TES), размещенный на мачте, спектрометр альфа-частиц и рентгеновского излучения (APXS), спектрометр Мессбауэра (MB), микроскопическая камера (MI), а также устройство для бурения горных пород (RAT — Rock Abrasion Tool). Перечисленные инструменты — это блок научных приборов, известный как пакет Athena. Помимо него на марсоходах установлены по две камеры слежения спереди и сзади.
Несмотря на незначительные проблемы, возникавшие по мере продвижения марсоходов по поверхности красной планеты, на Землю поступали очень интересные данные, которые тут же освещались для публики на ежедневных пресс-конференциях. Однако интерпретация этих данных в средствах массовой информации, поспешные и непродуманные репортажи о «сенсационных находках» подвигли руководство НАСА на то, чтобы отказаться от текущего анализа. С этого момента специалисты, отвечавшие за управление марсоходами и сбор информации, перестали делиться своими соображениями с прессой, а на электронной странице агентства появлялись только красивые картинки марсианских пейзажей без спектральных таблиц, позволяющих определить химический состав окружающих пород.
Заговор молчания был прерван только 2 марта 2004 года сенсационным заявлением.
На состоявшейся в этот день пресс-конференции представители НАСА сообщили, что данные, полученные от марсохода «Оппортунити», убедительно свидетельствуют: когда-то на Марсе был теплый и влажный климат, по поверхности красной планеты текли реки, а значит, существовали все условия для зарождения органической жизни.
Сотрудник Корнелльского университета и ведущий ученый экспедиции Стивен Сквайрс сказал, что «поверхность планеты могла быть пригодна для жизни, но это еще не значит, что жизнь там существовала». «Этого мы не знаем», — осторожно подытожил он. Далее Сквайрс пояснил, что «Оппортунити» обнаружил четыре различных доказательства раннего присутствия на Марсе больших запасов воды.
Во-первых, на месте посадки марсохода (а «Оппортунити» сел на дно небольшого кратера) сфотографированы твердые шарики. Скорее всего, это конкреции, которые обычно формируются в осадочных породах на дне высыхающих озер. Во-вторых, щели в изучаемых камнях похожи на следы от кристаллических включений; сами включения были растворены или вымыты водой. В-третьих, приборы обнаружили большое количество серы и солей в камнях. Состав солей меняется по глубине, что опять же характерно для водяного испарения.
В-четвертых, были выявлены следы сульфата железа, известного как ярозит, который формируется только в воде.
Ученые, впрочем, пока не до конца уверены, что обнаруженные в кратере камни — осадочного происхождения, но обещают разобраться в этом вопросе.
Эксперты в области космических исследований подчеркивают, что обнаружение следов воды на Марсе имеет исключительно большое значение.
Тут следует заметить, что следы воды на Марсе были обнаружены еще во время первого картографирования планеты, проведенного в 1975–1976 годах орбитальными модулями аппаратов «Викинг-1» и «Викинг-2». Тогда на Землю были переданы четкие фотографии образований, похожих на русла рек.
Таким образом, данные марсоходов лишь подтвердили ранее установленный факт. Но в этом и состоит смысл и главный метод научного познания мира — доказательств не бывает много, и любая гипотеза должна проверяться многократно…
Черви и кролики Марса
Итак, НАСА признало, что на Марсе когда-то были реки, озера и океаны. Но не признало наличия хотя бы простейших форм жизни. Тем не менее внимательные наблюдатели, изучая снимки, поступающие от «Оппортунити», обнаружили несколько объектов, которые не вписываются в сложившееся представление о Марсе как о мертвой и холодной планете.
Для начала углядели тончайшие образования, сфотографированные на 19-й день пребывания «Оппортунити» в марсианском кратере и напоминающие волосы. На прямой вопрос журналистов, что это такое, вышеупомянутый Стивен Сквайрс, ничтоже сумняшеся, заявил, что, скорее всего, обнаруженные нити — это волокна с посадочных подушек, игравших при посадке спускаемого аппарата роль амортизаторов. При этом он, однако, добавил, что мнение, будто бы эти нити земного происхождения и занесены марсоходом, — лишь одна из гипотез. «Оппортунити» будет искать похожие образования в других местах Марса, и если найдет, то первоначальную гипотезу придется отбросить.
Волокна волокнами, но куда больший интерес у публики, наблюдавшей за ходом экспедиции, вызвал другой объект, получивший название «Уши кролика» («Bunny ears»). Это желтоватое образование размером от 4 до 5 сантиметров, похожее на улитку с огромными рожками, было заснято камерами «Оппортунити» в первые же дни после посадки марсохода на дно кратера.
Первым «кролика» заметил Джеф Джонсон, ученый из Американского геологического общества и член группы, обрабатывающей панорамные снимки марсианской поверхности. Он вывел его на дисплей своего компьютера и громко спросил у присутствующих в зале коллег: «Что это такое?» Операторы и ученые собрались рядом с ним, пытаясь понять смысл и происхождение загадочного объекта. Большинство членов команды сошлись на мнении, что «уши кролика» — какой-то фрагмент марсохода или его посадочной ступени. Цвет объекта наводил на мысль, что это часть материала воздушных подушек-амортизаторов.
Вспомнили о том, что во время экспедиции «Марс Пасфайндер» в 1997 году тоже был обнаружен странный объект, названный «Пинки» («Pinky»). Хотя его происхождение так и не смогли объяснить, было решено считать его куском клейкой ленты Kapton, часто используемой при создании космических аппаратов.
Несмотря на мнение группы, Джонсон решил сфотографировать «кролика» при более высоком разрешении, чтобы разглядеть детали. Однако объект уже исчез. Заинтригованный ученый стал разыскивать его на других снимках и обнаружил, что в первый день высадки «кролик» находился в метре от посадочной ступени, а потом переместился на расстояние в 4,5 метра, вверх по наклонной стене кратера. Джонсон предположил, что «кролик» перемещался под воздействием легкого ветра, дующего над этой областью Марса.
«Нет никаких свидетельств, что этот объект самостоятельно перемещался по поверхности грунта, — заявил ученый на брифинге. — Но даже если бы это было так, он слишком маленький и легкий, чтобы оставлять следы».
«Наша команда полагает, что это образование — часть мягкого материала, используемого в конструкции нашего транспортного средства, — добавляет ведущий инженер Роб Меннинг. — Мы не можем сказать точно, откуда именно это отвалилось, но есть несколько возможностей: хлопковая изоляция, покрытия баллонов-амортизаторов, изоляция от газогенераторов… список можно продолжить».
В конце концов Джонсон сравнил спектры «ушей кролика» и посадочных подушек — они оказались идентичны, и вопрос был снят.
«Уши кролика», заинтриговавшие публику, оказались частью космического аппарата, прилетевшего с Земли. Однако «Оппортунити» заснял еще один удивительный объект, находящийся в толще марсианского камня и очень напоминающий окаменевшую колонию бактерий. Размер «колонии» около 2 миллиметров, а толщина — около 0,2 миллиметра. Какого-либо другого объяснения, кроме того, что это именно окаменевшие бактерии, сотрудники НАСА пока не дали. Но и с конечными выводами они не торопятся, боясь прослыть «охотниками за зелеными человечками».
Лишайники Марса
Не стали они делать далеко идущих выводов и после того, как марсоход «Spirit» заснял нечто, напоминающее земной лишайник. Работая в гористой местности, названной Холмы Колумбии (Columbia Hills) в честь погибшего шаттла «Колумбия», марсоход при помощи приборов на своей руке-манипуляторе исследовал выбранный ранее камень. «Spirit», используя небольшую фрезу, сделал в камне надрез, затем очистил его, подготовив к проведению научных экспертиз, и, наконец, заснял то, что увидел, крупным планом.
«Первое мое впечатление: на снимке — нечто очень похожее не земной лишайник, — рассказывает Барри Ди Грегорио из британского Центра астробиологии. — Впрочем, Марс часто обманывает, мы знаем это по прошлому опыту. Поэтому в отсутствие любых спектроскопических анализов трудно сказать наверняка, что это на самом деле. Может оказаться, что наш лишайник — только железная окись, сформировавшаяся в причудливую сферическую ветвистую структуру».
Инженер Стивен Гореван, участвовавший в разработке «RAT», был бы очень рад, если бы с помощью его фрезы ученые сумели бы открыть нечто удивительное на Марсе. Однако и он считает, что, скорее всего, «лишайник» — это лишь результат соприкосновения с поверхностью камня приборов марсохода: фрезы и мессбауэровского спектрометра. С ним согласен и Стивен Сквайре: «Ничего захватывающего… След от щетки фрезы», — заявил он.
Об этом следует помнить всем, кто следит за приключениями марсоходов. Марс уже обитаем. На орбите рядом с ним и непосредственно на нем находятся аппараты старых экспедиций и несколько аппаратов экспедиций текущих. Эти аппараты воздействуют на окружающую среду, и следы этого воздействия легко могут быть приняты за нечто аномальное. Помнится, долгое время уфологические издания склоняли факт обнаружения марсоходом «Оппортунити» объекта искусственного происхождения, который на самом деле был всего лишь теплозащитным экраном спускаемого модуля. Кстати, в последних сообщениях НАСА проскочила информация о том, что «Спирит» снял некий неопознанный объект, движущийся по низкой орбите вокруг Марса. Сделано предположение, что это орбитальный модуль старого аппарата «Викинг-2». Объяснение ничем не хуже прочих…
Как погибла жизнь на Марсе?
Доклад группы управления марсоходами о том, что на Марсе когда-то была вода, подтвердил версию, согласно которой история планеты состоит из нескольких периодов, различающихся по климатическим условиям. Об этом говорит Джан Габриеле Ори — директор Международной исследовательской школы планетарных наук Университета Д'Аннунцио в Пескаре.
«Три миллиарда лет назад, — рассказывает Ори корреспонденту газеты «Corriere della Sera», — на красной планете извергались многочисленные вулканы, на полюсах лежали толстые ледяные шапки, планету окутывала плотная газовая атмосфера, а круговорот воды в виде дождей и снега питал озера и моря. И так продолжалось на протяжении полутора миллиардов лет. Условия на планете были такими же, как и на Земле. Потом ситуация начала меняться».
Планета медленно стала охлаждаться, вследствие чего снизилась активность вулканов и уменьшилось поступление газа в атмосферу. Марс почти в два раза меньше Земли, поэтому меньшая сила притяжения не могла удерживать более легкие элементы, присутствовавшие в воздухе, и они исчезали в космосе. Оставались более тяжелые элементы, такие как ангидрид углерода, на долю которого ныне приходится 95 % марсианской атмосферы.
Вода частично испарялась, частично сохранялась на глубине, где сейчас и ведутся поиски.
«Но еще на протяжении миллиарда лет, — продолжает планетарный геолог, — на поверхности планеты сохранялись сотни озер благодаря непрекращающейся внутренней жизни. Не исключено, что и в наши дни из недр планеты поступает жидкость, которая тут же испаряется».
«На первых этапах развития на Марсе существовали очень жесткие условия среды. Нельзя исключать, что тогда на планете могла зародиться жизнь, — добавляет Моисей Росси, директор неаполитанского института биохимии белка. — На Земле также были обнаружены примитивные бактерии — археобактерии, способные выживать при температуре свыше 100 градусов или в условиях, которые раньше считались не пригодными ни для каких форм жизни. Вполне разумно искать биологические формы, способные существовать в условиях очень низких температур. Такие исследования будут проводиться на Европе, ледяном спутнике Юпитера. Или же на Титане, спутнике Сатурна, где много метановых озер. Подтверждение того, что на Марсе когда-то была вода, — хорошая предпосылка для поиска других признаков жизни…»
Океан на Марсе
К сожалению, прямых и однозначных доказательств существования на Марсе примитивных форм жизни получить пока не удалось. Марсианскую пиявку за хвост пока не поймали. Зато косвенных признаков — предостаточно.
На следующем этапе европейский орбитальный аппарат «Марс-Экспресс» представил визуальные доказательства существования на Марсе целого ледяного океана. Многочисленная команда ученых тщательно проанализировала данные, поступившие с ареоцентрической орбиты, прежде чем представить свои выводы на первой научной конференции по «Марс-Экспрессу» («1st Mars Express Science Conference»), проходившей в Нидерландах с 21 по 25 февраля 2005 года.
Право называться первооткрывателями марсианского океана принадлежит команде Джона Мюррея из Британского Открытого университета.
В южной части огромной равнины Элизий группа Мюррея обнаружила «равнину» размером 800 на 900 километров, покрытую паковым льдом. Эти инопланетные льдины ученые из осторожности называют «пластинами», но приводят массу доказательств в пользу того, что это — замерзшая вода. Отдельные «пластины» имеют размеры от 30 метров до 30 километров в поперечнике с ясными признаками разрывов целых кусков, их вращения и горизонтального дрейфа по поверхности воды на расстояния в несколько километров.
Мюррей рассказывает, что формирование наблюдаемой поверхности, скорее всего, началось с огромных масс льда, плавающего в жидкой воде. Лед был покрыт вулканическим пеплом. Льдины сталкивались друг с другом, разбивались и дрейфовали прежде, чем остававшаяся жидкой вода — замерзла. Позднее весь лед, не защищенный пеплом, испарился, оставляя «пластины» пакового льда.
Кстати, средняя глубина льда составляет 45 метров, а изучение свежих ударных кратеров на поверхности удивительного океана показывает, что возраст «пластин» составляет всего лишь 5 миллионов лет.
Если гипотеза группы Мюррея о существовании ледяного марсианского океана подтвердится, это сделает намного более реальным основание на Марсе постоянной колонии. Будущие переселенцы смогут использовать его воду для своих нужд.
Метки жизни
Наличие огромных запасов воды на Марсе вновь заставило ученых задуматься, можно ли считать Марс безжизненной планетой. Тем более что кое-какие признаки жизнедеятельности уже обнаружены.
Так, в марте 2004 года научный мир облетела сенсационная новость: в атмосфере Марса обнаружен метан. Эта информация важна прежде всего потому, что наличие метана косвенно указывает на присутствие микроорганизмов.
Молекулы метана нестабильны. Если бы его запасы не пополнялись, он просуществовал бы не дольше четырех-пяти сотен лет. Существуют два возможных источника пополнения атмосферы метаном: вулканы и микробы. Однако активных вулканов на Марсе нет: ни один из многих космических аппаратов, побывавших на марсианской орбите, не обнаружил признаков извержений.
Бактерии производят метан из водорода и углекислого газа. Земные микробы, вырабатывающие метан, не нуждаются в кислороде и, по мнению ученых, микроорганизмы такого же типа вполне могут существовать и на Марсе.
Менее чем через год после этого удивительного открытия американские ученые Кэрол Стокер и Ларри Лемке из Исследовательского центра Эймса в Силиконовой долине выступили с заявлением, что обнаружили колонии микроорганизмов, оставляющие точно такие же метановые «метки», как те, которые зафиксированы на Марсе.
В 2003 году Стокер и ее исследовательская группа расположилась в бассейне реки Рио-Тинто (в дословном переводе — «Бурая река», получившая свое название из-за сильно окрашенной воды, содержащей много солей железа).
Расположенный в юго-западной Испании, бассейн реки Рио-Тинто лежит в так называемом Иберийском колчедановом поясе, большом сульфидном месторождении, сформировавшемся в древней гидротермальной системе. Изучая пустоты термальных источников в русле Рио-Тинто, ученые надеялись собрать данные о потенциале подземного «химического биореактора» — особой подповерхностной микробиологической экосистемы, которая была бы способна ощутимо влиять и на химию окружающей среды на поверхности. В пещерах Рио-Тинто исследователям действительно удалось найти новый и прежде неизвестный тип метаболизма, позволяющий микробиологическим организмам существовать в весьма жестких условиях. Колонии бактерий здесь усваивают серу и сами вырабатывают серную кислоту.
Исследования в бассейне Рио-Тинто тем временем продолжаются. Здесь, как на своеобразном «марсианском полигоне», ученые планируют испытать платформу автоматического бурения, снабженную специальным инструментом под названием «SOLID» (от Signs-Of-LIfe Detector — детектор обнаружения жизни). Это оборудование, как они надеются, войдет в комплектацию нового марсохода, который отправится к красной планете в 2009 году.
«Оазисы» Марса
А совсем недавно «Марс-Экспресс» выявил корреляцию распределения метана, найденного в атмосфере красной планеты, с распределением водяного пара и обнаруженными под поверхностью залежами водяного льда.
Европейский спутник показал, что в 10–15 километрах над поверхностью Марса водяной пар хорошо перемешан и равномерно распределен по атмосфере. Однако ближе к поверхности он сконцентрирован в трех широких экваториальных областях: в земле Аравия, на равнинах Элизий и Аркадия. Здесь концентрация пара в три раза выше, чем в других областях. Эти области также соответствуют тем участкам, где ранее были мощные залежи водяного льда, находящегося в нескольких десятках сантиметров ниже поверхности. При этом самые высокие концентрации метана в атмосфере Марса однозначно накладываются на области, где сконцентрированы водяной пар и подземный лед. Следует сделать вывод, что вода и метан имеют общий подземный источник. Исследователи предполагают, что в жидкой воде, скрытой подо льдом и подогреваемой геотермальным теплом планеты, могут жить микробы, производящие метан. Так, комментируя открытие этих марсианских «оазисов», профессор Колин Пиллинджер из Открытого университета сравнил ситуацию с той, что наблюдается на земных торфяных болотах, скрытых под коркой вечной мерзлоты. Годовые колебания температуры и уровня грунтовых вод вызывают активизацию живущих там микроорганизмов и сезонные выбросы метана на поверхность.
Еще один признак жизнедеятельности микроорганизмов выявил итальянец Витторио Формизано, который считается одним из ведущих специалистов Европейского космического агентства в спектроскопии. Примечательно, что взгляды Формизано на проблему наличия жизни на Марсе за последнее время претерпели значительные перемены — от скепсиса до уверенного оптимизма. Используя приборы «Марс-Экспресса», итальянец обнаружил в атмосфере планеты не только метан, но и признаки наличия аммиака. Предполагается, что присутствие нестойкого аммиака в атмосфере Марса можно объяснить только одним способом — допустив существование марсианских микроорганизмов.
3.2. Парад планет: ученые открывают новые миры
Инопланетные системы
В наши дни ленты новостей буквально пестрят сообщениями о сенсационных открытиях астрономов. Получив в свое распоряжение высокотехнологичное оборудование и орбитальные телескопы, созерцатели неба начали давать ответы на вопросы, мучившие их на протяжении веков. И один из этих вопросов — есть ли во Вселенной еще планеты, кроме тех девяти в Солнечной системе, которые уже известны нам?…
Поиски планет у иных звезд (внешних планет, экзопланет) начались задолго до того, как у астрономов появились совершенные средства, позволяющие увидеть «невидимое».
Обычно изучались системы, состоящие из двух объектов. Одним объектом при этом была видимая звезда, другим объектом — невидимая. Невидимый объект оказывает влияние на движение видимой звезды и тем самым обнаруживает себя. Разными исследователями в разное время изучались более десятка двойных систем. Оказалось, что в большинстве случаев невидимыми компаньонами видимых звезд являются тоже звезды или субзвезды. Но все-таки у двух систем компаньонами звезд, по мнению астрономов, являются самые настоящие планеты.
Одна из этих двух звезд — «летящая» звезда Барнарда, которая имеет очень большую угловую скорость движения. Астроном Питер Ван де Камп проанализировал информацию о положении этой звезды более чем за 60 лет, начиная с 1916 года. Тщательный анализ показал, что на 2400 фотопластинках содержатся свидетельства изменения положения звезды, которые повторяются с периодом в 25 лет. Эти изменения могли быть обусловлены только ее обращением вокруг общего центра тяжести всей системы (звезда плюс невидимые для нас планеты). Звезда находится от нас на расстоянии 1,81 парсека. Масса ее невелика и составляет 14 % от массы Солнца — поэтому она легко поддается действию на нее планет, в результате чего изменяется ее скорость. Расчеты показывают, что эти изменения в движении вызываются двумя планетами, массы которых составляют 80 % и 40 % массы Юпитера. Периоды обращения этих планет должны быть равны 11,7 и 26 лет. Впрочем, интерпретация этих данных до сих пор вызывает споры. Создана модель, при которой аналогичное смещение звезды Барнарда могут вызывать три планеты, но с другими характеристиками.
На основании похожих наблюдений сделали вывод, что планеты имеются и у компонента А двойной звезды 61 Лебедя, находящейся от нас на расстоянии 3,4 парсека. Еще раньше были выдвинуты гипотезы о существовании планет вблизи звезд Проксима Центавра, Крюгер 60А и 70 Змееносца.
Однако настоящая революция в деле поиска планет у иных звезд произошла в начале 1990-х годов. В 1992 году американские астрономы Апекс Вольштан и Дейл Фрейл с помощью 300-метрового радиотелескопа, расположенного в местечке Аресибо (Пуэрто-Рико), обнаружили в созвездии Девы новый пульсар, получивший в звездном каталоге обозначение RSR 1257+12.
Пульсарами, как известно, называются сверхплотные нейтронные звезды, от которых исходит излучение в виде серии последовательных и очень четких радиоимпульсов. В данном конкретном случае ученые обнаружили довольно старую (возраст ее около миллиарда лет) нейтронную звезду. Вращается она очень быстро, делая 161 оборот в секунду. Причем в серии излучаемых импульсов время от времени наблюдались какие-то сбои. Проанализировав их, астрономы обнаружили двойную периодичность — 66,5 и 98,2 дня. Причиной периодического сбоя радиоимпульсов, по мнению исследователей, являются две планеты, обращающиеся вокруг пульсара и время от времени перекрывающие поток радиосигналов собственными телами.
Планетная система, открытая американцами, не является чем-то уникальным. Татьяна Шибанова, сотрудница ФИАНа имени Лебедева, работая на радиотелескопе в Пущине, обнаружила две планеты у пульсара PSR 0329+54.
Интересное открытие в этом ряду сделали астрономы Харви Ричер и Стейн Сигурдссон, работающие с орбитальным телескопом «Хаббл». Они обнаружили газообразную и довольно массивную планету у пульсара PSR В1620-26, который находится на расстоянии 1717 парсек от Земли, в звездном скоплении М4. Особенность этой планеты в том, что ее возраст составляет 12,713 миллиарда лет, а значит, она сформировалась почти сразу после Большого взрыва, в юной Вселенной. Не удивительно поэтому, что и назвали эту невероятную планету по имени библейского патриарха — Мафусаил.
Однако жизни в окрестностях пульсаров, скорее всего, нет. Ведь пульсары представляют собой доживающие свой век звезды, выбрасывающие жесткое радиоизлучение чудовищной силы.
Увидеть невидимое
В аспекте поиска инопланетных форм жизни куда больший интерес представляют планетные системы у звезд, подобных нашему светилу. Здесь для обнаружения планет чаще всего используется эффект Доплера.
Звезда, имеющая планету, испытывает колебания скорости «к нам — от нас», которые можно измерить, наблюдая доплеровское смещение спектра звезды. На первый взгляд это представляется весьма трудной задачей. Под действием Земли скорость Солнца колеблется на сантиметры в секунду. Под действием Юпитера — на метры в секунду. При этом заметное расширение спектральных линий звезды соответствует разбросу скоростей в тысячи километров в секунду. Следовательно, даже в случае с Юпитером следует измерять смещение спектральных линий на тысячную долю от их ширины! И все же эта задача была блестяще решена.
Новейший метод поиска планет основан на наложении спектра звезды на сильно изрезанный линиями калибровочный спектр. Для калибровки используются пары йода в ячейке, помещаемой перед спектрометром. Температура ячейки поддерживается строго постоянной. Спектрометр выдает суперпозицию двух сильно изрезанных спектров поглощения — звезды и йода. Небольшие смещения спектра звезды приводят к изменениям суперпозиции на всех частотах, что значительно увеличивает точность измерения. В результате удалось получить точность 3 м/с — скорость человека, бегущего трусцой. Сейчас точность инструментов уже приближается к 1 м/с, то есть к скорости идущего человека.
Именно этим методом воспользовались швейцарские астрономы Мишель Майор и Диди Килоз, обнаружив изменение спектра у звезды 51 Пегаса, очень похожей на наше светило и находящейся от нас на расстоянии 14,7 парсека. Расчеты показали, что периодические изменения радиальной скорости имеют амплитуду 120 м/с и, скорее всего, вызваны планетой, имеющей массу, вдвое меньшую, чем Юпитер. Вращается эта планета очень близко от своей звезды — на расстоянии всего 0,05 астрономической единицы (в двадцать раз ближе, чем Земля от Солнца!).
Такая дистанция вызвала недоумение астрономов. На столь малом расстоянии, согласно современным теориям формирования планетных систем, не могла образоваться ни гигантская газовая планета, подобная Юпитеру, ни «каменная» планета больших размеров.
Пытаясь привести практические наблюдения в соответствие с теорией, исследователи выдвинули такое предположение, что некогда планета образовалась на расстоянии, в 100 раз большем. Но потом ее могло сместить с законного места столкновение с каким-либо небесным телом (например, астероидом) или гравитационное влияние другого спутника 51 Пегаса — звезды сравнительно небольших размеров.
Почти сразу после швейцарцев открытие подтвердила группа из Сан-Франциско, которая впоследствии вырвалась в лидеры по числу открытых планет.
Первые кривые измерений радиальной скорости были простыми синусоидами, что соответствует круговым орбитам планет. Однако вскоре обнаружились более сложные кривые — с быстрым подъемом и медленным спуском.
Джеф Марси, лидер группы из Сан-Франциско, рассказывал про впечатление, которое произвела на них первая из этих асимметричных кривых. До того, хоть планетная гипотеза колебаний радиальной скорости и была убедительной, оставались сомнения: может быть, это просто «дыхание» звезды — периодические расширения и сжатия ее оболочки. Но после того, как несинусоидальная кривая отлично «подогналась» вытянутой кеплеровской орбитой планеты, все сомнения отпали.
Кстати, именно группе Марси принадлежит честь открытия планетной системы у звезды 47 Большой Медведицы. Наблюдения и последующие расчеты показывают, что у этой звезды, находящейся от нас на расстоянии 13,5 парсека, имеются две планеты: первая из них по своим размерам более чем вдвое превышает Юпитер и отстоит от звезды на 2,1 астрономических единицы, а вторая, чуть меньше Юпитера, — на 3,73 астрономической единицы. Столь большие планеты, скорее всего, являются газовыми гигантами, и на них невозможны формы жизни, похожие на земные. Однако у таких планет должны быть многочисленные спутники, на которых вполне может существовать вода в жидком виде, а значит, и основа для возникновения жизни.
Еще одну систему из того же ряда группа Марси открыла у звезды 70 Девы, отстоящей от нас на 22 парсека. Там имеется планета, масса которой в 6,6 раза больше, чем у Юпитера, а радиус орбиты — 0,43 астрономической единицы. Ученые уверены, что такая планета просто обязана иметь спутники размером с Марс или Землю — эти спутники получают достаточно тепла от своего центрального светила и от планеты-гиганта для того, чтобы вода на их поверхности никогда не замерзала и могла зародиться жизнь.
А вообще на сегодняшний день официально объявлено об открытии 271 экзопланеты у 221 звезды!
В поисках второй Земли
Но и без того доказательное выявление экзопланет вызвало вздох облегчения у теоретиков: наконец-то найдены системы, хоть чем-то похожие на Солнечную. Теперь можно утверждать что в окрестностях вышеуказанных звезд есть и более мелкие планеты, которые астрономам еще предстоит обнаружить. Сформулирована и главная (самая соблазнительная) задача — отыскать «сестру» Земли.
Уже сейчас утверждается, что кандидатов на подобную роль может оказаться чрезвычайно много. Об этом свидетельствует компьютерное моделирование.
Создав 44 компьютерные модели строения системы планет вокруг звезды, похожей на Солнце, ученые обнаружили, что в каждом случае формировалось от одной до четырех планет, подобных Земле. В 11 случаях эти планеты оказывались на том же расстоянии от своей звезды, что и Земля от Солнца.
Исследования в виртуальном пространстве компьютерного эксперимента показали, что количество воды на землеподобных экзопланетах в значительной мере зависит от орбитальных характеристик газовых планет-гигантов типа Юпитера. Более сложная орбита гигантской планеты обусловливает малое количество воды на землеподобной планете. И наоборот, чем ближе орбита гиганта к простой окружности, тем больше воды окажется на планете класса Земли.
Теперь ученые пытаются установить, можно ли определить параметры землеподобной экзопланеты в конкретной системе, зная характеристики ее гигантской соседки. Подавляющее большинство из обнаруженных гигантов находится очень близко к своим звездам, что совсем не похоже на строение нашей системы. Но прорыв в методах наблюдения произошел совсем недавно, и можно быть уверенным: прогресс в этой области будет продолжаться.
«Мы определенно можем сказать, что в космосе — чертова уйма планет, — утверждает астроном Стив Вогт, работающий в Калифорнийском университете. — Только в нашей Галактике их может быть порядка 10 миллиардов. По наличествующим сейчас данным, на орбитах как минимум 12 % ближайших к нам звезд обращаются планеты размером с Юпитер, и возле 3 % этих звезд могут располагаться планеты, сопоставимые по размерам с Землей».
На ближайшие пять лет команда Вогта поставила себе цель отыскать системы, содержащие планеты-гиганты, которые вращаются по кольцевым орбитам. И одна из таких «нормальных» планетных систем была открыта совсем недавно международной командой британских, американских и австралийских астрономов, работающей с 3,9-метровым телескопом в Новом Южном Уэльсе в Австралии.
По своей массе она в два раза превосходит Юпитер и вращается по практически кольцевой орбите. Расстояние от газовой планеты до родительской звезды составляет 3,3 астрономической единицы (Юпитер отстоит от Солнца на 5,2 астрономической единицы). Звезда, вокруг которой вращается эта планета, имеет обозначение HD70642, находится в созвездии Кормы и по своим характеристикам напоминает Солнце.
Доктор Хью Джоунс, сотрудник Ливерпульского университета имени Джона Мурса, который руководит научными исследованиями, заявил: «Эта звездная система — самая похожая на Солнечную из тех, что были найдены до сих пор. И это обнадеживает ученых, занимающихся поисками планеты, сходной с Землей».
Проект «Дарвин»
Самый простой способ увидеть экзопланеты своими глазами — это создать космический телескоп, более совершенный, чем «Хаббл», и отправить его на орбиту, где ничто не помешает тончайшим наблюдениям.
Задуман и в настоящее время реализуется целый ряд проектов по поиску экзопланет. Вот только некоторые из них.
В рамках американского проекта «Кеплер» («Kepler») запланировано выведение на орбиту космического телескопа Шмидта, способного одновременно отслеживать до 100 000 звезд. Задача проекта состоит в обнаружении экзопланет и в определении параметров их орбит путем регистрации периодических ослаблений света звезд при прохождении планет по их дискам. Такие частные затмения должны ослаблять свет звезды на 0,005-0,04 % (для юпитероподобных планет — до 1 %), а их длительность составит от 2 до 16 часов. Предполагается, что за период эксплуатации телескоп «Кеплер» откроет не менее 50 планет, эквивалентных Земле, и не менее 600 планет в два раза больше Земли. Намечалось, что аппарат полетит в космос в октябре 2006 года, но из-за пересмотра планов НАСА запуск отложен до 2009 года.
Есть еще и проекты «SIM», «Eddington», «TPF» и «Optical Very Large Array». Однако наибольший интерес представляет европейский проект «Дарвин» («Darwin»).
Известно, что в оптическом диапазоне звезда затмевает своим светом отраженный свет окружающих планет, превосходит их по яркости в миллиард раз. Чтобы увеличить вероятность обнаружения этих планет, система «Дарвин» будет наблюдать звезды в инфракрасном диапазоне, где соотношение яркостей составит один к миллиону.
Чтобы регистрировать слабые излучения от землеподобных планет, «Дарвин» должен иметь телескоп с диаметром около 30 метров. Разумеется, это нереально ни с технологической, ни с финансовой точки зрения, поэтому была разработана уникальная система — шесть одновременно работающих телескопов, данные с которых объединяются и передаются на Землю.
Шесть аппаратов оснащаются телескопами системы Кассегрена с диаметром главного зеркала 1,5 метра. Каждый телескоп будет оборудован большим солнцезащитным экраном, чтобы оградить аппаратуру от Солнца. Этот экран раскроется, как только «Дарвин» достигнет пункта назначения — точки либрации L2 системы Солнце — Земля.
При работе системы будет использован принцип «обнуляющей интерферометрии». Суть ее состоит в том, что сигнал с нескольких телескопов будет комбинироваться таким образом, чтобы яркая звезда была удалена с изображения, на котором останется лишь тусклая планета.
Флотилию (восемь аппаратов стартовой массой 4240 килограммов) планируется запустить в 2015 году на ракете-носителе «Ариан-5» с космодрома Куру (Французская Гвиана).
Кстати, «Дарвин» позволит не только выявить землеподобные экзопланеты, но и обнаружить на них признаки биосферы. Ведь все живые организмы производят газы, которые затем смешиваются с атмосферой. Так, растения выделяют кислород, а животные — углекислый газ и метан. Эти газы и водяной пар могут быть обнаружены в спектре, поглощая определенные длины волн инфракрасного света. Приходящий от таких планет свет будет разложен спектрометром, после чего ученые проанализируют данные и смогут сделать соответствующие выводы…
3.3. Прогулки с инопланетными чудовищами
Межпланетные странники
Человечество пока еще не встретило инопланетную цивилизацию и не обнаружило в космосе признаков ее существования. Тем не менее для ученых это не является главным. Для них было бы достаточно однозначных доказательств того, что во Вселенной существует жизнь. Для получения этих доказательств ведется поиск органических соединений непосредственно в космосе и на «залетных гостях» — метеоритах.
Межпланетные странники, называемые метеорными телами или метеороидами, имеют размеры от нескольких сотен метров в поперечнике до долей миллиметра. Когда маленькое метеорное тело входит в земную атмосферу, его большая скорость относительно Земли, обусловленная различием орбит, приводит к сильному нагреванию вследствие торможения в верхней атмосфере. В результате этого нагревания маленькие метеорные тела испаряются — при этом их называют «падающими звездами» или метеорами. Если метеорное тело имеет относительно большую начальную массу, то оно может уцелеть при торможении в атмосфере и его остаток достигнет земной поверхности в виде метеорита.
Поверхности Меркурия, Венеры, Марса и Луны испещрены многими тысячами метеоритных кратеров, большинство которых образовалось в первые сотни миллионов лет после формирования Солнечной системы.
В ту эпоху «дождь» из миллионов метеоритов обрушивался на все планеты земной группы, так как последние обломки вещества бомбардировали поверхности новорожденных планет. На нашей планете немного крупных метеоритных кратеров. Объясняется это тем, что, хотя Земля вначале не избежала интенсивной бомбардировки, геологические следы первых нескольких сотен миллионов лет затем исчезли в результате эрозии и движения литосферных плит.
Изучив все метеориты, найденные на Земле, ученые разработали общую классификацию этих объектов, основанную на их химическом и минералогическом составе. Большинство найденных метеоритов каменные, обычно это глыбы скальных пород; меньшая часть — железно-каменные с включениями, богатыми металлами; наконец, отдельные метеориты состоят преимущественно из железа, никеля и других металлов.
Датировка возраста метеоритов радиоактивными методами дает максимальное значение 4,6 миллиарда лет, равное возрасту самой Солнечной системы. Наиболее интересен подкласс каменных метеоритов, называемых хондритами. Они содержат округлые включения — хондры, заметно отличающиеся от остального вещества метеорита. Из хондритов наибольший интерес представляют углистые хондриты, до 5 % массы которых состоит из различных соединений углерода. Поскольку эти объекты менее всего подверглись нагреванию, они являются древнейшими из метеоритов.
Среди углистых хондритов древнейшие образцы, которые относят к типу I, содержат наибольший процент углерода, азота и воды по сравнению с метеоритами всех других типов. Некоторые ученые полагают, что углистые хондриты типа I являются фрагментами старых комет. Независимо от того, верно это или нет, совсем не нужно ждать, пока образцы кометного вещества будут доставлены космическими аппаратами, чтобы иметь возможность изучить продукты добиологической органической химии в космосе. Ведь можно приступить к изучению соединений, обнаруженных в различных типах углистых хондритов, причем подобные исследования уже дали интересные результаты.
Изучение углистых хондритов
Углистые хондриты давно привлекали к себе внимание. Шведский химик Якоб Берцелиус, обнаружив в метеорите Алэ (упавшем в 1806 году на территорию Франции) органические вещества, поставил вопрос: свидетельствует ли их наличие в веществе метеорита о существовании внеземной жизни? Сам он полагал, что нет. Говорят, что у Пастера был зонд специальной конструкции для получения незагрязненных проб из внутренних частей метеорита Оргейль — другого известного хондрита, упавшего также во Франции в 1864 году. Произведя анализ проб на содержание в них микроорганизмов, Пастер получил отрицательные результаты.
В дальнейшем работами российских и зарубежных ученых было установлено присутствие в углистых хондритах высокомолекулярных углеводородов парафинового ряда. Московский геохимик Г. П. Вдовыкин (1961 год), исследуя углистые метеориты Грозная (упал 28 июня 1861 года около крепости Грозная, ныне — город Грозный, Чечня) и Мигеи (упал 18 июня 1889 года в селе Мигеи на Херсонщине), обнаружил в первом вазелиноподобное вещество с ароматическим запахом, а во втором — битумы, близкие по составу к озокериту. Еще ранее, в 1890 году, вскоре после падения метеорита Мигеи Ю. Симашко в пробе из этого метеорита эфирной экстракцией выявил 0,23 % битумного вещества, названного им эрделитом.
Еще больший интерес вызывали сообщения об открытиях в углистых метеоритах так называемых организованных элементов, напоминающих по внешнему виду спороподобные образования и некоторые одноклеточные водоросли. Сообщения об этих находках, появившиеся в 1961–1962 годах основывались на наблюдениях, сделанных различными учеными в США и СССР одновременно на разном материале и независимо друг от друга.
Постепенно выявлялась область достоверного и отбрасывалось сомнительное, а иногда и просто ошибочное. Так, например, в 1960-е годы неоднократно писали о находках в метеоритах живых бактерий, занесенных якобы из космоса. В одном из таких сообщений говорилось об открытии в 1962 году в Сихотэ-Алиньском железном метеорите живых микробов космического происхождения. Однако исследованиями, выполненными в Институте микробиологии АН СССР, было показано, что термофильные бактерии, найденные в кусочке этого метеорита через 15 лет после его падения, имеют земное происхождение.
Другой пример загрязнения метеорита — находка в уже упоминавшемся метеорите Оргей споры папоротника мелового возраста. Очевидно, что она попала туда из меловых отложений, на которые упал этот метеорит. Подобные загрязнения возможны при хранении метеоритов в музеях, при их обработке в лабораториях, где исследуется самый разнообразный и разновозрастный материал.
И все же в распоряжении исследователей накопился в настоящее время обильный материал, заслуживающий серьезного внимания и доверия. Из углистых хондритов Мигеи, Оргей, Грозная, Старое Борискино, Ивуна, Боккевелд, из каменного метеорита Саратов и нескольких других в настоящее время извлечены (со многими предосторожностями от загрязнения) и описаны многочисленные микроскопически малые, преимущественно сферические оболочки («организованные элементы»). Их исследование и сравнение с известными на Земле современными и ископаемыми спорами грибов, водорослей, одноклеточными водорослями и другими микроорганизмами дают некоторое основание приписать этим микроскопическим объектам внеземное происхождение.
Интересны результаты микропалеофитологического исследования метеорита Мигеи, выполненного Б. В. Тимофеевым. Им было обнаружено более двух десятков сферических оболочек, состоящих из органической материи. Оболочки имели диаметр от 10 до 70 микрон, окрашены в желтый, желто-серый и темно-серый (до черного) цвет. Они однослойные, различающиеся по толщине, но чаще всего тонкие, иногда смятые в отчетливо очерченные складки. Поверхность оболочек гладкая, реже шагреневая и мелкобугорчатая. На одной из форм видно округлое отверстие — устьице, характерное для некоторых одноклеточных водорослей и зигоспор. Подобные же образования, хотя и в меньшем количестве, были извлечены осенью 1962 года (через полгода после обработки Мигеи) из метеоритов Старое Борискино, Грозная и Саратов. Заметим, что углистый метеорит Старое Борискино получил широкую известность тем, что в нем советский петрограф Л. Г. Кваша открыла минерал хлорит, водный силикат, и, таким образом, впервые было установлено в метеоритах присутствие кристаллизационной воды; затем кристаллизационную воду обнаружили в метеорите Оргей и других углистых метеоритах.
Почти все «организованные элементы» более всего по внешнему виду напоминают оболочки древних докембрийских одноклеточных водорослей (протосферидий) — мелких сфероморфид, а также споры некоторых фоссильных грибов. Протосферидий были широко распространены в верхнем протерозое (интервал абсолютной шкалы времени 1500-650 миллионов лет) и реже в отложениях раннего протерозоя (1500–2800 миллионов лет).
Зарубежные исследователи всесторонне изучили несколько широко известных углистых метеоритов: Оргей, Алэ, Ивуна, Боккевелд и Тонк. Много места эти исследователи в своих публикациях отвели «организованным элементам», их описанию и обсуждению. Особенно детальному исследованию подвергся Оргей, один из самых крупных углистых метеоритов. «Организованные элементы» из метеорита Оргей представлены мелкими сфероморфидами, их группами, несколько — овальными, боченковидными и ленточными формами (размер от 10 до 80 микрон). Многие из них легко сравнимы с теми, которые были найдены советскими учеными. Всего исследователями выделено более 30 морфологических типов «организованных элементов».
Камни с Марса
«HACA сделало поразительное открытие, указывающее на возможность того, что более трех миллиардов лет назад на Марсе могла существовать примитивная форма микроскопической жизни».
В таких тщательно подобранных словах 7 августа 1996 года на пресс-конференции в Космическом центре имени Джонсона в Хьюстоне было сделано первое публичное сообщение о том, что было найдено в метеорите ALH84001.
Даже будучи разделены десятками миллионов километров пустоты, Марс и Земля находятся в странной связи. Между двумя планетами неоднократно имел место обмен материалом, и сегодня мы знаем, что выброшенное с поверхности Марса осколки скальной породе периодически врезаются в Землю. К 1997 году больше чем у десятка метеоритов по их химическому составу было установлено марсианское происхождение. Их объединили рабочим термином «SNC-метеориты» (по именам, данным первым трем найденным метеоритам — Шерготти, Накла и Шассиньи). Ученые ищут такие метеориты по всему свету. Согласно расчетам доктора Колин, Пиллинжера из английского Института планетарных научных исследований, «на Землю ежегодно попадает сто тонн марсианского материала».
Один из марсианских метеоритов ALH84001 состоит из скальной породы, достоверный возраст которой составляет более 4,5 миллиарда лет. Возможно, эта порода была «выплеснута» с поверхности Марса 15 миллионов лет назад в результате столкновения с крупным метеоритом или астероидом. Затем она путешествовала по космическому пространству, пока не пересекла путь Земли всего лишь 13 тысяч лет назад и не упала среди материкового льда Антарктиды.
Его современная история началась 27 декабря 1984 года, когда метеорит нашли в районе Аллен Хилз в Антарктиде. Этот осколок темно-зеленого цвета с крошечными ржаво-красными прожилками скальной породы был подобран Робертой Скорр из Национального научного фонда США, которая идентифицировала в нем метеорит и отправила его в Космический центр имени Джонсона. Там его «игнорировали», как гласит официальная версия, более восьми лет, пока исследователи не обнаружили, что он имеет классическую химическую характеристику метеоритов класса «SHC» и, следовательно, марсианского происхождения.
Группа ученых НАСА занялась в 1993–1996 годах, практически без ведома своего начальства, интенсивным изучением метеорита. Команду возглавили Дэвид МакКей и Эверетт Гибсон из Космического центра имени Джонсона, привлекшие позже специалистов извне — Кети Л. Томас-Кеперта из компании «Локхид-Мартин», поставщика Министерства обороны, и профессора Ричарда Н. Заре из Стэндфордского университета Калифорнии, которые проанализировали органические составляющие метеорита с помощью лазерного масс-спектрометра.
Дуэйн Дэй из Института космической политики Университета имени Джорджа Вашингтона отмечал: «Как только команда осознала последствия своего исследования, ее члены перестали говорить о нем с посторонними, даже с коллегами. Они воздерживались от каких-либо высказываний, пока не убедились в правильности своих выводов».
Дело в том, что в карбонатной части метеорита ученые НАСА обнаружили вытянутые яйцевидные структуры длиной в несколько десятков нанометров. Именно их они позднее назвали «окаменелыми остатками марсианских сверхмикроскопических организмов».
Американские исследователи основывали свою гипотезу о внеземном происхождении метеорита и наличии на нем остатков органики в основном на четырех фактах.
Прежде всего они указали на наличие мелких вкраплений, усеивавших стенки трещин на марсианском метеорите. Это так называемые карбоновые розетки. Центр такой «точки» состоит из соединений марганца, окруженных слоем карбоната железа, а затем следует кольцо сильфида железа. Некоторые земные бактерии, живущие в прудах, способны оставлять такие следы, «переваривая» имеющиеся в воде соединения железа и марганца. Но, как полагает биолог Нилсон, такие отложения могут возникать и в ходе чисто химических процессов.
В метеорите были найдены также полициклические ароматические углеводороды — сравнительно сложные химические соединения, часто входящие в состав организмов или продуктов их разложения. Химик Зейр, работавший вместе с МакКеем, утверждал, что это остатки разложившейся некогда живой органики. Однако его коллега из Орегонского университета Саймонент, напротив, указывает, что при высокой температуре такие соединения могут возникать самопроизвольно из воды и углерода.
Третий довод энтузиастов — обнаружение под электронным микроскопом мельчайших капелек, состоящих из магнетита и сульфида железа. Одни исследователи, как, например, известный специалист по минералам Киршвинк, утверждают, что капельки — результат жизнедеятельности бактерий. Однако другие, подобно геологу Шоку, полагают, что похожие формы могут возникнуть и в результате других процессов.
Самую острую дискуссию вызвало четвертое доказательство, представленное группой НАСА. Сторонники доктора МакКея полагают, что в метеорите найдены окаменелые остатки марсианских организмов. Однако их объем в тысячу раз меньше самых мелких земных бактерий. На основании этого оппоненты утверждают, что «ископаемые останки» лишь напоминают окаменевшие микроорганизмы, являясь продуктом естественных геологических процессов. Так, исследователи из Гавайского университета говорят, что предполагаемые «формы жизни» имеют минеральную природу и, «должно быть, образовались в горячей, находящейся под высоким давлением жидкости, которая была как бы впрыснута в разломы».
Впрочем, расследование показало, что ученые из Космического центра имени Джонсона далеко не первые, кто обратил внимание на органические «аномалии» в марсианских метеоритах. Еще в 1966 году голландский исследователь Бартоломью Нэги занимался сходными изысканиями и через девять лет опубликовал статью о присутствии любопытных органических соединений в «карбонатных метеоритах», признанных впоследствии метеоритами с Марса. Четырнадцать лет спустя находки Нэги были подтверждены Колином Пиллинжером — его статья «Органические материалы в марсианском метеорите» была опубликована в июле 1989 года.
Споры тем временем продолжаются, и последнюю точку в них ставить рано…
«Они» уже здесь!
Периодически появляются сообщения об обнаружении других форм микроорганизмов, которые вполне могли бы обитать на других планетах или даже в космосе.
Еще в 1956 году некто Артур Андерсон, сотрудник Орегонской сельскохозяйственной опытной станции, обнаружил странную бактерию, которой дали название Deinococcus radiodurans. Второе слово в ее названии означает «устойчивая к излучению». И поныне считается, что это самый жизнестойкий микроорганизм на нашей планете. Помимо того что бактерия устойчива к радиации, она с успехом выдерживает воздействие генотоксичных химических веществ; сверхустойчива к окислению, ионизации и ультрафиолетовому излучению. Обезвоживание ей тоже нипочем.
По мнению сотрудников Физико-технического института имени Иоффе в Санкт-Петербурге, подобная устойчивость не могла выработаться у существа земного происхождения. Российские ученые выдвинули «безумную» гипотезу, что дейнококк мог возникнуть на Марсе, а на Землю попасть в результате столкновения красной планеты с каким-нибудь крупным небесным телом, «выщербившим» из поверхности Марса фрагменты грунта, в которых находился микроб.
Deinococcus radiodurans на самом деле страдает от радиации точно так же, как и любой другой живой организм: высокий уровень радиации разрушает его хромосомы. Однако дейнококк обладает странной (и совершенно уникальной для земных живых организмов) способностью собирать хромосомы обратно. Пять лет назад его геном был расшифрован, хотя механизм восстановления хромосом до начала 2002 года оставался загадкой.
Микробиологи из университета Луизианы взяли мутировавший штамм дейнококка, более уязвимый для радиации, и поместили в него фрагменты случайным образом разбитой цепочки ДНК нормального дейнококка. Как выяснилось, если мутировавшему штамму вводят ген DR0167, сопротивляемость радиации восстанавливается. Отследив ген DR0167 у уязвимого штамма-мутанта, ученые обнаружили небольшое различие одной из базовых пар по сравнению с геном у «здоровой» бактерии. Ну и, наконец, проверка по всем базам данных по геномам показала, что ничего похожего на ген DR0167 на Земле больше нет.
Далее американские микробиологи попытались выяснить, какую функцию выполняет DR0167. Для этого мутант и нормальный штамм были облучены убойной дозой радиации и «оставлены в покое» на полчаса. По прошествии этого времени ученые обнаружили, что у здорового штамма активизировались около двух десятков различных генов, назначение восьми из которых остается неизвестным. Ученые предположили, что эти неизвестные гены кодируют выработку белков, которые начинают «ремонтировать» микроорганизм, a DR0167 подает сигнал к действию.
Анатолий Павлов и его коллеги из института Иоффе подвергли суровым испытаниям другую бактерию — кишечную палочку Escherichia coli. Хотя обитает и размножается эта тварь в относительно «вольготных» условиях, Е. Coli способна выдерживать давление, в 16 тысяч раз превышающее давление атмосферы. Но Павлов и его сотрудники испытывали ее не давлением, а облучили кишечную палочку дозой гамма-излучения, убившей 99,9 % популяции.
Оставшемуся количеству дали оправиться и повторили «экзекуцию». В первый раз для того чтобы убить большую часть бактерий, понадобилась всего лишь сотая доля смертельной для человека дозы излучения. Однако уже на 44-й раз гамма-лучей понадобилось в 50 раз больше, чем при первом сеансе. А для того чтобы сделать Е. Coli столь же устойчивой к радиационному воздействию, понадобились бы еще тысячи подобных сеансов.
На Земле же, по мнению Павлова, доза, получаемая при каждом таком сеансе, могла накопиться лишь за миллионы и сотни миллионов лет. А поскольку жизнь на Земле существует лишь около 3,8 миллиарда лет, Павлов не считает, что у кого-либо из земных организмов было время для того, чтобы выработать такую устойчивость. Зато на Марсе, говорит Павлов, такие объемы радиации можно было бы «схлопотать» всего лишь за несколько сотен тысяч лет.
Кроме того, ось Марса испытывает сильнейшие колебания, результатом чего становятся циклические изменения климата. Во время очередного «ледникового периода» бактерии впадают в состояние покоя на достаточный срок, чтобы накопилась «нужная» доза радиации. Затем, когда наступает потепление, бактерии оживают — и тотчас получают всю «причитающуюся» дозу.
С выводами Павлова согласны не все. Например, сотрудник Института астробиологии НАС А Дэвид Моррисон указывает на то, что геном дейнококка довольно сильно напоминает геном других земных бактерий (за исключением пресловутого гена DR0167, конечно). Однако Моррисон согласен с тем, что подобная устойчивость к радиации — явление необъяснимое…
Косвенным подтверждением гипотезы о том, что некоторые микроорганизмы прямиком залетают к нам из космоса, стало удивительное открытие, сделанное в Индии.
Двадцать пятого июля 2001 года в штате Керала (Западная Индия) пролился кроваво-красный дождь. Позднее было установлено, что подобные дожди выпадали там на протяжении целых двух месяцев. Красные струи пачкали одежду и разъедали листья деревьев. Что конкретно содержалось в воде, тогда не разобрались. В официальном сообщении утверждалось, что дождь был окрашен пылью, поднятой ветром с Аравийского полуострова.
Однако Годфри Луис, физик из Университета Махатмы Ганди в Коттаяме, после осмотра образцов собранной воды заявил, что вывод метеослужбы абсурден: «Если вы посмотрите на эти частицы под микроскопом, — сказал он, — то вы увидите, что это никакая не пыль, у них явные признаки биологического происхождения». Луис предположил, что дожди состояли из бактериоподобного вещества, проникшего на Землю с пролетавшей мимо кометы.
Другими словами, летом 2001 года над Индией шли дожди из инопланетян!
Важным для теории Луиса является тот факт, что красные дожди над Кералой шли два месяца. Это слишком долго, чтобы можно было объяснить их природу наличием пыли, принесенной ветром. Кроме того, химический анализ показал наличие в частицах 50 % углерода, 45 % кислорода и некоторого количества железа и натрия, что может служить доказательством их биологической природы.
Луис также выяснил, что за несколько часов до выпадения первого дождя дома в Керале сотряслись от звукового удара. «Такой эффект мог быть вызван только приближающимся метеоритом, — говорит он. — Этот метеорит откололся от пролетавшей мимо кометы и пронесся над побережьем, выпустив по пути микробов, которые затем смешались с облаками и выпали вместе с дождем…»
Далеко не всех гипотеза Луиса убеждает. Большинство исследователей находят ее крайне сомнительной. Другие исследователи полагают, что в догадках Луиса есть рациональное зерно, и ведут работу в заданном им направлении.
Милтон Уэйнрайт, микробиолог из Шеффилда, в настоящее время исследует образцы красных дождей Кералы.
«Слишком рано делать выводы о содержимом бутылки, — говорит он. — Однако это определенно не пыль. Годфри Луис утверждает, что это вещество не содержит ДНК. С другой стороны, инопланетные бактерии не обязательно должны содержать ДНК…»
Так или иначе, но научный мир пока сходится во мнении, что Луис слишком поторопился, связав этот дождь с метеоритными микробами…