Темная материя – не первое, что приходит на ум, если задуматься, что может поддерживать жизнь на другой планете. Но для Дэна Хупера и Джейсона Стиффена из Центра астрофизики частиц Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми это – нормальное предположение. По их мнению, темная материя может рассматриваться как один из факторов, вносящих свой вклад в поддержание и зарождение жизни на дальних мирах вне Солнечной системы.

Ученые предполагают, что частицы темной материи могут углубляться в кору планеты, где они аннигилируют при взаимодействии с частицами обычной материи. Этот процесс способен обеспечить планету большим количеством энергии, что, в свою очередь, позволит ее поверхности нагреться настолько, что там станет возможно существование жидкой воды – важного условия зарождения жизни. В этом случае поиски внеземной жизни стоит расширить за пределы традиционной зоны обитания.

Темная материя впервые была предложена Фритцем Цвики в 1933 году и затем еще раз Верой Рубин в 1970-х для объяснения тогда уже очевидной массы, которая существует во Вселенной, но не регистрируется. Это заключение было основано на наблюдениях за орбитальными скоростями галактик в кластерах и звезд на границах галактик. Существование темной материи очевидно по ее гравитационному воздействию на обычную материю и по излучению, но она не испускает видимого света и не участвует ни в каких других взаимодействиях, кроме гравитационного.

Несмотря на сложность определения, темная материя, по современным оценкам, может составлять до 23 процентов массы Вселенной. При этом на долю нормальной материи приходится всего 4 процента, а оставшиеся 73 принадлежат темной энергии, неизвестной пока силе, которая вызывает ускоряющееся расширение Вселенной. Хотя ученые еще не знают толком, что такое темная материя, влияние ее гравитационного поля на всю эволюцию Вселенной уже не вызывает сомнений.

«Причина, по которой мы не видим темную материю заключается в том, что она состоит из очень слабо взаимодействующего материала, – говорит Хупер, первый автор исследования, посвященного роли темной материи в возможном поддержании жизни. – По этой причине темная материя не взаимодействует, а значит, не делает ничего вообще, практически никогда. Она в основе своей инертна и потому не производит заметного количества энергии». Согласно теории, предложенной учеными, частицы темной материи имеют очень большую массу и очень слабо взаимодействуют.

Однако Хупер и Стиффен предложили схему, по которой даже это небольшое количество энергии, даваемое темной материей, может обеспечить тепло целой планете. Некоторые части галактик, особенно их центральные области и карликовые галактики-спутники других, полноценных галактик, имеют особенно большое содержание темной материи. Превышение над средней концентрацией может достигать сотен или даже тысяч раз. По вычислениям Хупера и Стиффена частицы темной материи, попадая на поверхность планеты, рассеиваются при взаимодействии с ядрами обычной материи, теряют момент и падают (точнее, углубляются) на ядро планеты, где они аннигилируют и высвобождают теперь уже значительную энергию.

«Если частица темной материи проходит сквозь планету, есть шанс, что она столкнется с каким-либо атомом и потеряет часть своей скорости и момента, – поясняет Хупер. – Если это случается, то вместо того, чтобы снова вылететь в космос, эта частица оказывается захваченной гравитационным полем планеты. После этого не нужно ждать долго того момента, когда частица в конце концов упадет на ядро планеты и уже никуда не денется».

В областях космоса, богатых темной материей, внутри планет может скопиться ее достаточное количество для выработки значительной энергии. Такой сценарий ограничивает тип планет: это должны быть тяжелые твердые планеты с массой, превышающей земную в несколько раз. Это позволяет надеяться найти планеты с жидкой водой вне зоны обитания их родной звезды, там, где ее тепла недостаточно для поддержания воды в жидком состоянии. Это значительно расширяет область, в которой человеку есть смысл искать жизнь.

Хотя все это звучит интересно и убедительно, достаточно веских доказательств теории еще нет. «Я не уверен, что существует множество планет, подогреваемых захваченной темной материей, – говорит астробиолог Льюис Дартнелл из Университетского колледжа Лондона. – Хотя предложенная модель согласуется с несколькими теориями природы и распределения темной материи, она все же апеллирует к довольно специфическим предположениям и условиям. Такие редкие планеты просто невозможно будет найти».

Тем не менее, принимая во внимание общее количество планет во Вселенной, можно надеяться когда-либо найти и такую.

«Жизнь на планете, подогреваемой темной материей будет сильно отличаться от жизни на Земле, – говорит Хупер. – Многие виды на Земле получают энергию именно от Солнца. На планете, согреваемой темной материей, энергия будет поступать снизу, из центра планеты. Жизни придется найти другие пути ее использования».

Тепло, даваемое планете темной материей, может поддерживать на ней жизнь в течение триллионов лет, даже после того, как ее звезда погаснет.

Несмотря на свой скептицизм, Дартнелл признает важность и интерес проделанной работы. «Это смелая  идея, и астробиологии давно нужна свежая мысль вроде этой».