Долгое время считалось, что Землю от губительного воздействия космической радиации в основном защищает ее сильное магнитное поле. Но недавно ученые доказали, что это не так — нашим основным "антирадиационным" щитом является атмосфера. Таким образом, оказалось, что зарождение жизни возможно и на экзопланетах, которые не обладают магнитосферой.
Традиционно считается, что именно магнитосфера спасает жизнь на нашей планете от воздействия губительного космического излучения. Исходя из этого, ученые, обсуждая возможность возникновения жизни на других планетах, придерживаются “магнитосферного” критерия обитаемости — если магнитное поле у планеты развито слабо, то это небесное тело попадает в категорию необитаемых, даже несмотря на наличие всех других условий, благоприятных для биологической эволюции. Таким образом, в списке потенциально необитаемых к сегодняшнему дню оказалось достаточно много экзопланет, расположенных возле звезд, относящихся к красным карликам.
Тут дело все в том, что если планета находится в зоне обитаемости красного карлика, то она, по определению, не может обладать сильной магнитосферой. Вышеупомянутая зона обитаемости в такой системе находится настолько близко от звезды, что попавшая в нее экзопланета будет постоянно подвергаться приливному гравитационному захвату со стороны светила, и этот фактор вкупе с другими приводит к тому, что у нее может появиться в лучшем случае лишь очень слабое магнитное поле. Но если это действительно так, то получается, что большинство экзопланет во Вселенной должны быть совершенно безжизненными — ведь эти небесные тела встречаются чаще всего возле красных карликов, которые являются самыми широко распространенными звездами.
С другой стороны, предположение о том, что именно магнитосфера спасает земную жизнь от космической радиации, является пока совершенно не доказанным, то есть оно грешит излишней “теоретичностью”. В то же время есть факты, которые заставляют усомниться в справедливости данной гипотезы — например, недавно ученые из Гельмгольцовской ассоциации германских исследовательских центров (ФРГ) выяснили, что в последний раз магнитные полюса Земли менялись местами не 780, а лишь 41 тыс. лет назад, то есть при жизни нашего биологического вида. Однако тогдашняя флора и фауна нашей планеты, не говоря уж о роде человеческом, никак не отреагировали на то, что магнитосфера в это время предельно ослабла, ведь при смене полюсов мощность магнитного поля падает как минимум в двадцать раз. И тем не менее, существование в течение 250 лет при сверхслабом магнитном поле не привело к массовым вымираниям земных живых существ от губящего космического излучения.
Выходит, что магнитосфера вовсе не является самым мощным защитным экраном, спасающим все живое на нашей планете от смертоносной космической радиации? Для того, чтобы выяснить это, сотрудник Института Земли (США) доктор Димитра Атри решил построить модель, учитывающую уровень радиации на поверхности Земли, Марса и планет с параметрами атмосферы и магнитного поля, которые являются промежуточными между этими двумя телами.
Причем Марс был включен в эту модель не случайно — наш сосед обладает очень неустойчивым магнитным полем, а его атмосфера во много раз разреженнее, чем на Земле.
Именно поэтому уровень радиации космических лучей на Красной планете представляет серьезную угрозу для существования там многих живых существ, в том числе, и нас с вами.
Результаты такого моделирования получились весьма неожиданными. Как говорит сам доктор Атри: “выяснилось, что толщина атмосферы — куда более важный фактор для определения дозы радиации, получаемой планетой, по сравнению с магнитным полем. То есть если вы возьмете Землю и полностью уберете ее магнитное поле, то уровень радиации… вырастет всего-навсего вдвое. Это, конечно же много, но такой эффект тем не менее будет мал и не окажет на живые существа никакого влияния. Проще говоря, они его совсем не заметят”.
В то же время, сообщает ученый, если наоборот оставить у Земли ее весьма мощное магнитное поле таким, какое оно в норме и есть, а вместо этого начать уменьшать толщину атмосферы, то уже при одной десятой от нынешнего значения доза радиации, получаемая нами, вырастет в 1 600 раз! Причем, согласно данным модели, этот эффект практически не связан с тем, из каких газов состоит атмосфера — если, например, заменить в нашей атмосфере азот на углекислый газ (который является доминирующим в воздушной оболочке Венеры), то эффективность проникновения космических лучей изменится не более чем на несколько процентов. Интересно, кстати, что похоже на вышеупомянутой Венере поверхность планеты защищает от космической радиации именно ее сверхплотная атмосфера, поскольку магнитное поле второй от Солнца планеты не намного сильнее такового на Марсе.
Таким образом, можно смело утверждать, что магнитосфера не является главным и самым мощным щитом планеты против космической радиации. Соответственно, теперь можно смело вносить в список потенциально обитаемых экзопланет те, которые находятся недалеко от красных карликов — развитию жизни на них если что и может помешать, то точно не слабость магнитного поля. Впрочем, тут может быть еще одно “но” — не исключено, что сильная магнитосфера необходима для существования на планете больших водоемов.
Например, принятая сегодня большинством ученых реконструкция истории Венеры говорит о том, что именно из-за отсутствия магнитного поля планета потеряла свою воду. Произошло это так — после фотолиза живительной влаги, то есть разложения ее на кислород и водород под действием интенсивного солнечного света (ведь Венера находится ближе к светилу, чем Земля) солнечный ветер “вынес” оба этих элемента из атмосферы нашей соседки, а слабое магнитное поле не смогло этому воспрепятствовать. Возникает вопрос — а не может ли произойти подобное на экзопланетах красных карликов, ведь часто они “придвинуты” к своим звездам на еще более близкое расстояние?
Однако многие ученые считают, что подобный сценарий развития не подходит для таких экзопланет, потому что, во-первых, чтобы это произошло, планета должна находиться в системе с сильным звёздным ветром, а большинство красных карликов таковой не испускают.
Ну и, во-вторых, для того, чтобы события развивались именно таким образом, центральная звезда должна давать много света в ультрафиолетовой части спектра — в противном случае фотолиз водяных паров в верхних слоях атмосферы планеты будет слишком медленным для того, чтобы лишить экзопланету ее водных запасов. А красные карлики генерируют очень мало ультрафиолетового излучения. Так что, похоже, и в этом случае слабая магнитосфера не будет препятствовать развитию жизни на подобных небесных телах.