Атмосфера Земли возникла благодаря исключительному химическому процессу
Учитывая, что многие формы жизни в большом долгу перед кислородом в нашей атмосфере, в поисках инопланетной жизни естественно смотреть на другие планеты, окруженные подобной смесью газов. Но новое исследование предполагает, что нам понадобится много терпения.
Исследователи из Неаполитанского университета имени Федерико II и астрономической обсерватории INAF Capodimonte в Италии изучили уровни света, получаемые десятью потенциально обитаемыми экзопланетами вокруг звезд разных типов, и не смогли найти ни единого соответствия атмосфере Земли.
Судя по тому, что мы наблюдали за тысячами планет, вращающихся вокруг других звезд, Земля уже является членом относительно эксклюзивного клуба. После того, как вы исключили множество газовых гигантов, жареные каменные шары и замороженные суперземли, не так много кандидатов, которые могут иметь знакомую нам биохимию.
Тем не менее, если даже у небольшой части миллиардов звезд есть несколько больших тел, вращающихся достаточно близко, чтобы жидкая вода могла скапливаться на их поверхностях, мы могли бы смотреть на сотни миллионов Эдемских садов в нашей галактике.
Учитывая, что экзопланеты в обитаемых зонах обычно получают много солнечного света, и тот факт, что кислородный фотосинтез возник так рано в истории Земли, было бы справедливо предположить, что это довольно распространенный процесс среди звезд.
Чтобы проверить это предположение, исследователи измерили свет, попадающий на разные поверхности планет, и разброс длин волн, составляющих излучение, и рассчитали уровень «эксергии», или объем работы, который можно выжать из солнечного света.
Если бы только эти звезды были такими же хорошими, как наша.
Большинство из них — красные карлики — темпераментные солнца, способные обдувать свои внутренние планеты яростными ветрами, которые быстро уносят их атмосферу.
Предполагая, что существуют планеты, способные выдержать такие вспышки, исследователи обнаружили, что более низкие температуры красного карлика вряд ли обеспечат интенсивность волн нужной длины для активации фотосинтеза.
«Поскольку красные карлики на сегодняшний день являются наиболее распространенным типом звезд в нашей галактике, этот результат указывает на то, что земные условия на других планетах могут быть менее распространенными, чем мы могли бы надеяться», — говорит Ковоне.
Более яркие звезды были бы лучше, но вряд ли они проживут миллиарды лет, необходимые для того, чтобы создать кислородный комплекс, необходимый для жизни.
В целом, звезда, в два раза тусклее, чем наше Солнце, могла бы увидеть начало фотосинтеза, но ей было бы трудно создать сложную биосферу.
Среди планет, используемых в качестве тематических исследований, ровно ноль способно обеспечить достаточно энергии для фотосинтеза, чтобы переполнить атмосферу углекислым газом, аналогичном Земле.
«Это исследование налагает серьезные ограничения на пространство параметров для сложной жизни, поэтому, к сожалению «золотая середина» для размещения богатой биосферы не так уж велика», — говорит Ковоне.
Однако есть одна планета, о которой мы знаем, которая довольно близко подходит к идеальной точке.
Kepler-442b вращается вокруг оранжевого карлика с массой примерно 60 процентов от массы Солнца, примерно в 1200 световых годах от нас. При примерно двойной массе Земли и вращении, которое позволяет ей выделять тепло, это пока похоже на потенциальную обитаемую планету.
Большинство реакций фотосинтеза на Земле достигают максимума на длинах волн около 700 нанометров. Но если бы какой-то инопланетный мох на Kepler-442b развил способ впитывать немного более длинные волны, около 800 нанометров, он получил бы на 20 процентов больше фотонов.
По мере того, как мы расширяем нашу библиотеку известных миров, возможно, мы найдем лучших кандидатов для биосферы, подобных нашей.
Эволюция продолжает шокировать нас на нашей планете, поэтому мы можем только представить себе разнообразные виды экосистем, возможных в космосе.
Это исследование было опубликовано в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Источники: Фото: Kepler-442b может иметь такую же атмосферу, как наша (Ph03nix1986 / Wikimedia Commons / CC-BY-04)
