Есть ли рядом с Землей развитая инопланетная цивилизация, готовая к вторжению? Вопросом занялись ученые

Научная фантастика часто предполагает, что жизнь на других планетах, если она там существует, должна быть гораздо более развитой, чем на Земле. Новое исследование предлагает взглянуть на это иначе.

Работа под руководством Криса Даути (Chris Doughty), профессора экоинформатики Северо-Аризонского университета, показывает: степень развития жизни на потенциально обитаемых экзопланетах в окрестностях Солнечной системы может зависеть не столько от возраста планеты, сколько от количества энергии, доступной растениям.

Это означает, что хотя Земля моложе некоторых своих звездных соседей на несколько миллиардов лет, жизнь на экзопланетах с менее благоприятными условиями для фотосинтеза могла развиваться гораздо медленнее. Ученые предположили, что большинство похожих на Землю планет поблизости эволюционно отстают от нас и все еще находятся на стадии микробной жизни.

Исследование опубликовано в International Journal of Astrobiology.

Что показало исследование

Авторы не утверждают, что поблизости не может существовать высокоразвитая внеземная цивилизация. По мнению исследователей, вероятность обнаружить такую цивилизацию на ближайших потенциально обитаемых экзопланетах невелика, поскольку суммарное количество фотосинтеза там, скорее всего, меньше, чем на Земле.

Если на планете когда-либо возникает жизнь, ее дальнейшее развитие, согласно гипотезе авторов, не происходит автоматически лишь потому, что проходит время. Оно зависит от общего количества энергии, которую растения получают на планете.

На Земле теплые и влажные регионы поддерживают более интенсивный рост растений и отличаются большим видовым разнообразием, чем холодные и сухие области. Ученые связывают это с тем, что там больше растительности и экологических ниш, доступных животным. Поэтому молодая, теплая и влажная экзопланета потенциально может пройти больший эволюционный путь, чем гораздо более старая, но холодная и сухая.

Даути и его соавторы изучили, к чему эта гипотеза приводит применительно к экзопланетам. Планеты, на которых с наибольшей вероятностью может существовать жизнь, вращаются вокруг красных карликов — самого распространенного типа звезд в нашей Галактике. Многие такие планеты на миллиарды лет старше Земли. Однако их звезды светят слабее, а сами планеты часто оказываются приливно захваченными: одна и та же их сторона постоянно обращена к звезде.

Если на этих планетах возникла фотосинтезирующая жизнь, она потенциально могла заниматься фотосинтезом на миллиарды лет дольше, чем земная.

Денис Сергеев из Бристольского университета смоделировал климатические условия на экзопланетах — температуру, освещенность и количество осадков. Эти данные позволили оценить рост растительности и темпы эволюции на протяжении истории 29 ближайших потенциально обитаемых экзопланет. Впрочем, «ближайшие» — понятие относительное: например, TRAPPIST-1e находится примерно в 40 световых годах от Земли.

Но TRAPPIST-1e — не Земля. Как их сравнивали?

Чтобы понять подход исследователей, сначала нужно посмотреть на нашу планету. За первые 3,2 миллиарда лет существования Земли, еще до появления более эффективных сосудистых растений, в живое вещество было связано около 2,4 × 10²⁵ граммов углерода. После этого, до появления человека, растения и другие организмы связали еще примерно 7 × 10²⁵ граммов.

По расчетам ученых, на TRAPPIST-1e за всю историю планеты было связано лишь около 21% от количества углерода, которое успела зафиксировать Земля, хотя сама экзопланета на несколько миллиардов лет старше нашей.

Поскольку это меньше, чем количество углерода, связанного на Земле еще до появления более эффективных сосудистых растений, ученые предположили, что TRAPPIST-1e может находиться лишь на микробной стадии эволюции.

Исследователи провели аналогичные расчеты для 29 экзопланет в космическом соседстве Земли, наиболее перспективных с точки зрения существования жизни. Лишь на двух из них — GJ 1061c и K2-3d — жизнь потенциально могла развиться дальше, чем на Земле.

Обе планеты крупнее, горячее, ярче и старше большинства похожих на Землю миров в нашем космическом окружении. Еще три экзопланеты, согласно расчетам, могут находиться примерно на мезозойской стадии развития жизни — то есть соответствовать эпохе динозавров на Земле.

Ждать ли вторжения пришельцев?

По словам исследователей, предложенный метод позволяет оценить эволюционные ограничения, которые могут влиять на развитие жизни на экзопланетах, потенциально способных обогнать Землю.

На нашей планете рост растений ограничивают прежде всего освещенность, температура и количество осадков. Например, пустыни получают достаточно солнечного света, но растениям там не хватает воды. Эти ограничения влияют и на дальнейшую эволюцию: жизнь тропических лесов заметно отличается от жизни пустынь.

На экзопланетах, которые потенциально способны превзойти Землю по общему количеству связанного углерода и уровню эволюционного развития, главным ограничивающим фактором, судя по расчетам, чаще всего будут осадки.

Проще говоря, если где-то в космическом соседстве Земли действительно существует инопланетная цивилизация, экосистемы, в которых она сформировалась, скорее всего, больше напоминают пустыни или умеренные природные зоны. В этом отношении люди тоже не исключение: считается, что наша собственная эволюция проходила в саваннах и редколесьях, где количество осадков ограничивало развитие растительности.

Другие ученые занялись вопросом о том, что ели бы на Земле инопланетяне, если бы нагрянули в гости.