Жизнь на звездах-лилипутах

Углубляясь в космос за пределы нашей Галактики — Млечно­го Пути, — мы встречаем другие галактики, среди них двойные и тройные. Так, с гигантской, много раз фотографировавшейся туманностью Андромеды (Мессье 31) — галактикой, в которую входит больше 100 миллиардов звезд — связаны две другие га­лактики (Мессье 32 и 1С 205)1. Таким образом, это тройная си­стема, состоящая из одной гигантской галактики, галактики-карлика и галактики промежуточных размеров, со средним ко­личеством звезд. Больше того, эта тройная система — член скопления галактик, к которому принадлежат также Млечный Путь и еще десяток галактик. Звездные Магеллановые облака также входят в это местное скопление.

Начатое по моей инициативе много лет назад в Гарвардской обсерватории обследование, в ходе которого был обнаружен уже миллион галактик, а также исследования в Калифорнии при помощи телескопов обсерваторий Паломар и Лик показы­вают, что скопления галактик — явление обычное во всей Мета­галактике.

Мы видим мириады гигантских и карликовых галактик, объединенных в пары, группы и скопления; миллиарды гигант­ских и карликовых звезд в парах, группах и скоплениях и, наконец, здесь у нас — двойную планету Земля — Луна.

Говоря о двойных звездах, нельзя не упомянуть Сириус — са­мую яркую звезду на небе. Как она своеобразна! На первый вз­гляд это типичная белая горячая звезда, удаленная от нас на несколько световых лет, почему она и кажется такой яркой. Ее более слабому спутнику требуется для оборота вокруг нее 51 год.

В Млечном Пути есть миллионы звезд, очень похожих на Си­риус. Может быть, и они имеют звездных спутников? Или у них есть планетные системы, подобные нашей? Этого мы сказать не можем. Расстояния слишком велики, и сияние ярких основных звезд не позволяет обнаружить их слабые спутники.

Однако относительная близость Сириуса позволяет нам ис­следовать его более подробно. Оказывается, более слабая звезда — мы называем ее Сириус Б — это звезда-карлик очень низкой светимости. Сириус А — главная звезда, которую мы так ясно видим, — в 10 тысяч раз ярче.

Сириус А и Сириус Б обращаются вокруг общего центра тяже­сти дважды в столетие. Их орбиты представляют собой эл­липсы, и наблюдать или фотографировать звезды по отдельно­сти можно только в тот момент, когда они находятся на наи­большем расстоянии друг от друга.

Сириус А состоит из обычного вещества — атомов нормаль­ного размера, как на Земле. Сириус Б (за исключением его по­верхности) состоит из сплющенных атомов, которые мы назы­ваем выродившимся веществом. Температура поверхности обе­их звезд высока — больше 5500°. И нет такого места на их по­верхности, где могла бы существовать какая бы то ни было протоплазматическая жизнь. Белковые молекулы, подобные тем, из которых состоят животные и растительные клетки, а также неорганические молекулы, которые составляют воздух, камни и океаны, на такой горячей поверхности разложились бы на атомы, протоны и электроны

Однако существует другой тип звезд-карликов, чья темпера­тура не слишком высока для молекул. Это красноватые, относи­тельно холодные тела, которые за их малые размеры я назвал лилипутами. Именно ими мы и займемся в нашей статье.

Из-за того, что светимости звезд могут колебаться в очень широких пределах, нам легко составить неправильное сужде­ние о наших соседях Почти все звезды, которые мы видим без помощи телескопа, далеки и сами по себе ярче, чем наше Солн­це; звезды же, которые на самом деле ближе всех к нам, почти все сами по себе менее ярки, чем Солнце, и наблюдаются с тру­дом. В любом данном объеме космического пространства, ска­жем в пределах 16 световых лет от Солнца, оказывается больше 50 звезд, менее ярких, чем Солнце, и лишь две или три немного более ярких.

Таким образом, самые многочисленные звезды во вселенной — это не те, которые мы видим невооруженным взглядом, а скорее карлики и субкарлики низкой светимости.

Нам давно известен тот замечательный факт, что космос во­круг нас обильно населен карликами — красными и белыми. Но мы не уделяли внимания логическому выводу, который гласит, что каким бы ни было происхождение звезд, с уменьшением яркости и размеров небесные тела будут становиться все более и более многочисленными.

Немногие известные нам красные карлики имеют яркость всего в одну миллионную долю яркости Солнца. Их можно фотографировать и подвергать спектроскопическому исследо­ванию лишь на больших телескопах, и они обычно не фигури­руют в звездных каталогах.

С дальнейшим уменьшением яркости и размера звезды-кар­лики будут близки по величине к планетам и вообще не будут испускать видимого света Это и есть лилипуты, которых, веро­ятно, очень много вокруг нас. Однако, имея малую массу и сла­бое излучение, они не оказывают или почти не оказывают за­метного гравитационного действия на наши планеты, на дви­жение звезд или на вращение Галактики.

Диаметр нашего Солнца примерно в десять раз больше, чем диаметр Юпитера, а объем — в тысячу раз больше. Оно имеет такую большую массу, что внутри его температура превышает 10 миллионов градусов. Она так велика, что глубоко под по­верхностью Солнца водород, из которого наша звезда преиму­щественно состоит, выгорает, оставляя гелиевый «пепел».

И если мы будем вести себя как следует, то мы, растения и животные, будем существовать в течение миллиардов лет, пото­му что на Солнце есть большие запасы топлива и его расход прекрасно регулируется. Другими словами, если Солнце начнет остывать, оно сожмется, и его температура повысится; если же оно начнет нагреваться выше какой-то средней величины, то оно расширится. и температура понизится. Ископаемые зеле­ные водоросли палеозоя показывают, что этот солнечный термостат действует безотказно уже больше миллиарда лет.

Центральные области Юпитера, Сатурна, Земли и других планет солнечной системы также нагреваются благодаря грави­тационному сжатию, но ни на одной из них температура не поднимается настолько, чтобы начался синтез гелия из водоро­да

Внутреннее тепло нашей Земли должно иметь три источни­ка: обычное сжатие, гамма-излучение, испускаемое распадаю­щимися радием, ураном и калием, и солнечный свет. Послед­ний источник — наиболее эффективный.

Измерения температуры атмосферы Юпитера заставляют предположить, что и для него основным источником тепла слу­жит солнечный свет. Но Солнце очень далеко от Юпитера, впя­теро дальше, чем от Земли, и вследствие этого температура на поверхности Юпитера очень низка — ниже минус 100°.

Есть ли там жизнь? На той высоте в мошной атмосфере Юпи­тера, для которой установлены столь низкие температуры, — нет. Выше и ниже этого уровня жизни на Юпитере, вероятно, также нет, потому что известная нам планетная жизнь требует, чтобы имелась вода в жидком состоянии, а не в виде льда или горячего пара.

Но представьте себе, что Юпитер имеет массу в 10 раз большую. Тогда его внутренние области были бы гораздо горя­чее, а если бы его масса увеличилась в 50 раз, то ледяная по­верхность вообще исчезла бы. Тогда, если бы не было слишком жарко или слишком холодно, на поверхности Юпитера могла бы существовать жидкая вода и появились бы уеловия, подхо­дящие для эволюции гигантских молекул — предшествен­ников организмов. Развитие именно этого предположения и лежит в основе настоящей статьи.

Продолжая использовать имена из путешествий Гулливера, я эти гипотетические большие самосогревающиеся Юпитеры на­зываю планегами-бробдингнегами (великанами). Такие тела, несомненно, существуют, и не только в планетных системах, связанных со звездами, но и в качестве одиноких тел, удален­ных от звезд.

Возможности существования жизни во Вселенной значитель­но расширяются, если принять гипотезу, что, во-первых, большие планеты могут быть в достаточной степени самосогре­вающимися и, во-вторых, что звезды-карлики могут стать на­столько карликовыми и остывшими, что у них образуется твердая кора, появится вода и разовьется жизнь.

Многие красные карлики называются «вспыхивающими звездами», потому что они время от времени извергаются, подобно огромным гейзерам. Не есть ли это просто естествен­ное явление, сопутствующее остыванию и образованию коры?

Из всего сказанного следует несколько логических рассужде­ний:

1. Лучший инструмент, который способен помочь нам обна­ружить эти тела, средние между звездами и планетами, — веро­ятно, радиотелескоп. Он работает на радиоволнах длиной от 2,5 сантиметра и менее до 9 метров и более. Уже замечены и внесе­ны в каталоги многие сотни источников радиоизлучения. Толь­ко небольшая их часть отождествлена с отдельными галактика­ми, туманностями — остатками взорвавшихся звезд или со сталкивающимися галактиками. Излучение лилипутов должно в значительной части находиться именно в этой, радиоволно­вой части электромагнитного спектра Здесь обширное поле для исследований, в ходе которых предстоит проследить источники радиоизлучения и выяснить свойства тел, которые должны в изобилии существовать в интервале размеров между большими планетами и звездами-субкарликами.
2. По общепринятым взглядам, жизнь сейчас считается од­ним из естественных шагов в эволюции материи, а не чем-то сверхъестественным. Скоро она будет получена в пробирке.
3. Так как органическая жизнь есть продукт солнечного света, влаги и определенных химических элементов, среди которых наиболее важны водород, углерод, азот и кислород, то мы пред­полагаем, что жизнь может возникнуть и существовать не толь­ко в воде и на суше, но также и в атмосфере. Мы должны по­мнить о такой возможности, по тому что планеты-бробдингне­ги имеют, вероятно, плотную атмосферу, состоящую в основном из водорода.

Подводя итоги, можно предположить, что существует большое число звезд-субсубкарликов. Это предположение остается в силе независимо от того, образовались ли звезды и планеты при уплотнении первичного газово-пылевого облака или при бурных извержениях и столкновениях Образование и существование бесчисленных обособленных тел планетного размера представляется неизбежным. Безусловно, физика, хи­мия и климат некоторых из этих звезд-лилипутов будут подхо­дящими для естественного зарождения жизни. Такой прото­плазматический процесс может происходить как на самосогре­вающихся независимых планетах, так и на планетах типа Земли и Юпитера, связанных притяжением с излучающи­ми звездами

Жизнь на независимых, самосогревающихся телах, масса и температура которых допускают существование необходимой жидкой воды, была бы очень странной и отличалась бы тем, что источник нужной для нее энергии находился бы внутри небес­ного тела. На поверхности эта энергия проявлялась бы преиму­щественно в радиодиапазоне электромагнитного спектра. Там не было бы обычного света, от фиолетового до красного, и орга­ны чувств, соответствующие глазам, должны были бы быть на­строены на радиоволны.

Странным показался бы нам этот мир. Но ведь такими же странными могут показаться и формы жизни на нашей согре­ваемой Солнцем планете для жителей иных миров. Сравните микробов и китов, секвойю и бактерию, пчел и губки! Все это — проявления протоплазматических процессов, продукты косми­ческой эволюции, в которой участвуют атомы, живые клетки, растения, животные и человечество.

Источник: журнал «Вокруг света», 1964 год, №1, с. 23-24.

1 Звездные скопления и туманности обозначают номерами одного из следующих каталогов — Каталога Мессье (М), Нового Общего Каталога Дрейера (NGC) и двух дополнительных к нему томов (JS).