Планеты без тектоники плит и с малым количеством CO₂ могут означать редкость технологических инопланетян
Ближайшая к нам технологическая цивилизация в галактике Млечный Путь может находиться на расстоянии 33 000 световых лет, и её возраст должен составлять не менее 280 000 лет, а возможно, и миллионы лет, чтобы существовать одновременно с нами. К такому выводу пришли авторы нового исследования, представленного на совместном совещании EPSC–DPS2025 в Хельсинки.
Эти цифры отражают низкую вероятность найти похожие на Землю миры с тектоникой плит и атмосферой, где доминируют азот и кислород с идеальным количеством кислорода и диоксида углерода (CO₂).
Учитывая эти факторы, перспективы успеха SETI (поиска внеземного разума) выглядят мрачными, считают д-р Мануэль Шерф и профессор Хельмут Ламмер из Института космических исследований Австрийской академии наук в Граце.
«Внеземные цивилизации (ETI) в нашей галактике, вероятно, довольно редки», — говорит Шерф.
Чем больше CO₂ в атмосфере планеты, тем дольше она может поддерживать биосферу и фотосинтез, а также предотвращать утечку атмосферы в космос. Однако важен баланс: слишком много CO₂ может привести к неконтролируемому парниковому эффекту или сделать атмосферу слишком токсичной для жизни.
Тектоника плит регулирует количество CO₂ в атмосфере как часть углеродно-силикатного цикла, поэтому обитаемая планета нуждается в ней. Однако постепенно CO₂, извлечённый из атмосферы, оказывается «запертым» в горных породах, а не перерабатывается.
«В какой-то момент из атмосферы будет извлечено достаточно CO₂, чтобы фотосинтез перестал работать, — говорит Шерф. — Для Земли это ожидается примерно через 200 миллионов — 1 миллиард лет».
Атмосфера Земли состоит в основном из азота (78%) и кислорода (21%), но также содержит следовые газы, включая CO₂ (0,042%). Исследователи смоделировали планету с 10% CO₂ (такая планета могла бы избежать парникового эффекта, находясь дальше от своей звезды или если звезда моложе и менее яркая) и выяснили, что её биосфера могла бы поддерживаться 4,2 миллиарда лет. Атмосфера с 1% CO₂ поддерживала бы биосферу максимум 3,1 миллиарда лет.
На таких планетах также должно быть не менее 18% кислорода. Кислород нужен не только крупным сложным животным, но и, как показывают предыдущие исследования, при падении уровня ниже этой отметки его становится недостаточно для открытого горения. Без огня выплавка металлов была бы невозможна, а технологическая цивилизация — неосуществима.
Затем Шерф и Ламмер сопоставили эти сроки существования биосферы со временем, необходимым для эволюции технологической жизни (на Земле это 4,5 миллиарда лет), и возможной продолжительностью жизни технологического вида. Это важно, потому что чем дольше существует вид, тем выше шанс, что он будет существовать одновременно с нами.
Совокупность всех этих факторов привела к выводу, что технологический вид на планете с 10% CO₂ должен просуществовать не менее 280 000 лет, чтобы в галактике была хотя бы одна другая цивилизация, существующая одновременно с нами.
«Чтобы одновременно с нами существовало 10 цивилизаций, средняя продолжительность их жизни должна превышать 10 миллионов лет, — говорит Шерф. — Число ETI довольно мало и сильно зависит от времени жизни цивилизации».
Это означает, что если мы обнаружим ETI, она почти наверняка будет намного старше человечества.
Эти же цифры привели к оценке, что следующая ближайшая технологическая цивилизация находится примерно в 33 000 световых годах от нас. Наше Солнце находится примерно в 27 000 световых лет от центра галактики, что означает, что ближайшая к нам технологическая цивилизация может находиться по другую сторону Млечного Пути.
Эти цифры не абсолютны — Шерф отмечает, что есть и другие факторы, которые следует учитывать: происхождение жизни, фотосинтеза, многоклеточной жизни и частота, с которой разумная жизнь развивает технологии. Однако в настоящее время их невозможно количественно оценить. Если вероятность каждого из этих факторов высока, то ETI могут быть не такими редкими. Если низка — требуется более пессимистичный прогноз.
Тем не менее, Шерф твёрдо убеждён, что SETI должен продолжать поиски.
«Хотя ETI могут быть редки, есть только один способ это действительно выяснить — искать их, — говорит Шерф. — Если поиски ничего не найдут, это сделает нашу теорию более вероятной. А если SETI что-то обнаружит, это станет одним из величайших научных прорывов, поскольку мы узнаем, что не одиноки во Вселенной».