Моделирование галактик показывает, что Млечный Путь создаёт одни из самых благоприятных условий для жизни во Вселенной, тогда как небольшие и более плотно населённые галактики для этого подходят хуже. Земля сегодня может казаться неспокойным местом, однако наше космическое окружение выглядит довольно мирным. В других регионах и в другие эпохи, напротив, случаются взрывы, столкновения и прочие опасности.
В новом исследовании, опубликованное в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, учёные изучили смоделированные вселенные, чтобы определить наиболее подходящие для жизни места. Выяснилось, что Солнце на окраине Млечного Пути находится почти в идеальных условиях. Области, благоприятные для жизни, называют зонами обитаемости, или «зонами Златовласки» — там условия оказываются в самый раз.
Есть ли там жизнь на самом деле — отдельный вопрос. Астрономы и биологи изучают, как жизнь может возникать на экзопланетах (планетах за пределами Солнечной системы), а астрофизики отслеживают структуру и эволюцию Вселенной, чтобы найти самые удобные места и те, где жизнь может погибнуть в одно мгновение. Например, вокруг звёзд существует зона обитаемости: слишком горячо или слишком холодно не подходит, а в этой зоне вода может оставаться жидкой, а не превращаться в пар или лёд.
Если смотреть шире, можно искать лучшие места и эпохи в самом Млечном Пути. Молодая звезда слишком близко к центру галактики будет страдать от суеты множества соседних звёзд, а звезда слишком далеко окажется в стерильной среде без химических элементов, необходимых для жизни. Подобно тому как Земля находится в зоне обитаемости Солнца, Солнце располагается в галактической зоне обитаемости Млечного Пути.
Учёные проследили эволюцию синтетических галактик в рамках проекта EAGLE (Evolution and Assembly of GaLaxies and their Environments) — одного из самых реалистичных моделирований наблюдаемой Вселенной. В нём учитываются расширение пространства, сила гравитации и физика газа, звёзд и чёрных дыр, что даёт подробную карту Вселенной на сотни миллионов световых лет. Поскольку наблюдений внеземной жизни нет, исследователи исходили из предположений: водород и гелий, возникшие при Большом взрыве, слишком просты для организмов, поэтому внимание уделялось поколениям звёзд, обогатившим космос тяжёлыми элементами, необходимыми для жизни.
Прорывом стало детальное моделирование факторов, опасных для жизни. Крупные звёзды взрываются и стерилизуют своё окружение, а ещё более мощные взрывы, например гамма-всплески, способны уничтожить жизнь на огромном пространстве: палеонтологи предполагают, что ордовикское массовое вымирание 450 млн лет назад могло быть вызвано взрывом поблизости. Опасны и другие явления — блуждающая звезда может нарушить круговую орбиту Земли, поэтому лучше держаться подальше от плотных галактических районов, а сверхмассивные чёрные дыры в центрах галактик при поглощении материи испускают мощное излучение, способное лишить планету атмосферы. Результаты показывают, что Млечный Путь устроен довольно удачно: его опасные и энергичные дни позади, и даже за миллиард лет блуждания по галактике менее одной звезды из тысячи столкнётся с катастрофическим вымиранием. Иная картина у небольших галактик, которых гораздо больше: они слишком плотны и энергичны.