Уявіть планету, яка не обертається навколо жодної зорі. Вона мандрує міжзоряним простором у повній темряві, без світанків і заходів, без тепла та світла. Такі світи справді існують — їх називають планетами-блукачами або «вигнанцями». І, за сучасними оцінками, їх у нашій галактиці може бути не менше, ніж зірок.
А тепер уявіть, що навколо однієї з таких самотніх планет обертається супутник розміром із Землю. Чи може на ньому існувати рідка вода — а отже, і шанс на життя?
На перший погляд це звучить як наукова фантастика. Але фізика каже: це можливо.
Тепло без Сонця
Зазвичай рідка вода потребує тепла зорі. Саме сонячна енергія підтримує океани Землі у рідкому стані. Та у випадку з планетою-блукачем зорі поблизу немає. Звідки ж узятися теплу?
Відповідь — у припливах.
Якщо великий газовий гігант утримує біля себе супутник, його гравітація постійно «розтягує» й стискає цей місяць. Так виникає припливне нагрівання — внутрішнє тертя розігріває надра. Саме цей механізм сьогодні підтримує підлідні океани на Європі та Енцеладі й живить вулкани на Іо — без істотної участі Сонця.
Але в нашій Сонячній системі рідкої води на поверхні таких супутників немає — вона схована під товстими шарами льоду. Чи може бути інакше?
Атмосфера як ковдра
Раніше вчені припускали, що густий шар вуглекислого газу міг би утримувати тепло на поверхні такого супутника. Але виникла проблема: за низьких температур CO₂ конденсується — атмосфера «падає» на поверхню у вигляді льоду, і світ замерзає.
Тоді дослідники звернули увагу на інший газ — водень.
Водень майже не переходить у рідкий стан (для цього потрібні надзвичайно низькі температури), тож атмосфера з нього не «звалиться» на поверхню. Щоправда, є інша складність: водень зазвичай прозорий для теплового випромінювання, тобто тепло могло б просто йти в космос.
Але за дуже високого тиску молекули водню починають взаємодіяти між собою особливим чином — виникає ефект, відомий як поглинання, індуковане зіткненнями. У результаті атмосфера починає працювати як гігантська парникова ковдра, утримуючи тепло від припливного нагрівання.
І цього може виявитися достатньо.
Мільйони й навіть мільярди років з водою
Комп’ютерне моделювання показало дивовижні результати. Якщо супутник має атмосферу приблизно такої ж густини, як у Землі (1 бар), рідка вода на його поверхні може існувати до 95 мільйонів років.
А якщо атмосфера у сто разів густіша за земну — вода може залишатися рідкою близько 4,3 мільярда років. Це майже вік Землі. Чи багато таких супутників? Ми поки що не зафіксували жодного планети-блукача з місяцем напряму. Але якщо самих планет-блукачів у галактиці сотні мільярдів, то статистично цілком імовірно, що хоча б деякі з них мають великі супутники з потужною атмосферою.
Припливи, що можуть «запустити» життя
Є ще один цікавий момент. Орбіта такого супутника навколо своєї планети, ймовірно, буде витягнутою. Це означає колосальні припливи — значно сильніші за земні.
Глобальні «приливи-відливи» могли б створювати цикли зволоження та висихання на поверхні. Саме такі цикли, за однією з гіпотез, допомогли на ранній Землі сформувати РНК — ключову молекулу для зародження життя. Тобто теоретично супутник, що ніколи не бачив світла зорі, може мати всі базові умови для біохімії.
Темна біологія Всесвіту
Поки що це лише моделі й розрахунки. Ми ще навіть не підтвердили існування планет-блукачів із супутниками безпосередньо. Але закони фізики не забороняють їх існування — навпаки, натякають, що вони мають бути.
Якщо хоча б один такий світ існує, то десь у холодній темряві між зорями може ховатися океан, зігрітий не Сонцем, а гравітацією. І, можливо, там розвивається зовсім інша, чужа для нас форма життя. Всесвіт набагато дивніший, ніж ми звикли думати. І іноді найцікавіші місця для пошуку життя — це ті, де світла немає зовсім.