Как известно, обитаемой зоной вокруг звезды считается область, где вода может существовать в жидком состоянии на поверхности планеты. Тем не менее, одной воды недостаточно, нужны и другие факторы, которые в комплексе и создают благоприятные условия для появления жизни. Команда ученых из НАСА уточнила эти условия, что привело к лучшему пониманию того, где искать.
После запуска космического телескопа «Кеплер» в 2009 году ученые сразу же стали искать экзопланеты. При помощи космической обсерватории астрономам удалось обнаружить тысячи таких объектов, что позволило подсчитать общее количество землеподобных планет в Млечном пути. Согласно расчетам их около 40 млрд, в основном они вращаются вокруг звезд, похожих на Солнце и вокруг красных карликов.
Поскольку мы знаем лишь земную жизнь, логично, что ученые посчитали наиболее вероятным появление жизни там, где есть условия, похожие на земные. А это означает присутствие жидкой воды и вообще подобие экзопланеты, которая может считаться условно пригодной для жизни, нашей собственной планете.
Но, конечно, идеально было бы обнаружить экзопланеты, где может возникнуть сложная жизнь, многоклеточные организмы. И здесь уже просто жидкой воды недостаточно. Необходимы и другие факторы, как и было указано выше. К примеру, слишком много углекислого или угарного газа означает невозможность появления сложной жизни в том виде, в котором мы ее знаем.
Эдвард Швитерман из НАСА вместе с коллегами пересмотрели условия, при которых определенную область в системе звезда-планеты можно назвать пригодной для жизни. Если учесть необходимость наличия не слишком высокой концентрации оксидов углерода, то обитаемая зона должна быть примерно на три четверти уже предыдущих вычислений. «Наше исследование серьезным образом повлияет на зону, где стоит искать индикаторы сложной жизни вне нашей Солнечной системы», — говорит специалист.
Совсем без углекислого газа обойтись нельзя — его должно быть достаточно для того, чтобы повышать температуру окружающей среды, достаточную для существования воды. Концентрация его, однако, может быть разной или меняться в ходе развития планеты — как это было с Землей. Но как бы там ни было, поближе к Солнцу концентрация углекислоты и угарного газа может быть не очень большой — и как раз в этом случае может возникнуть сложная многоклеточная жизнь.
А вот в середине или на внешнем краю обитаемой зоны, размер которой был просчитан ранее, концентрация этих газов для поддержания существования воды должна быть более высокой. И это уже не подходит для появления сложной жизни.
Стоит привести наглядный пример — планету Kepler-62f. Она часто упоминается как достойный кандидат для существования жизни. Эта планета в три раза тяжелее Земли, она находится от своей звезды примерно на таком же расстоянии, как Венера в нашей системе. Но поскольку звезда в той системе не слишком яркая, то количество излучения, которое достигает Kepler-62f, примерно равно тому количеству излучения, что получает Марс.
Да, если на Kepler-62f будет достаточно высокая концентрация углекислого газа, то парниковый эффект теоретически может привести к повышению температуры и к появлению воды. Но в этом случае углекислого газа должно быть в 1000 раз больше, чем на Земле в любой момент ее истории. А это не подходит для многоклеточных сложных организмов.
По мнению современных ученых, в прошлом Земли случались моменты, когда концентрация углекислого газа поднималась в разы. И эти моменты связывают с массовым вымиранием живых организмов. Специалисты считают, что толерантность организмов к углекислоте имеет свои пределы, и это нужно обязательно учитывать при поиске кандидатов на землеподобные планеты, где есть условия для жизни. Kepler-62f в итоге может и не быть таким уж хорошим вариантом, как считалось ранее.
Проблему для жизни также составляет и угарный газ. По мнению Швитермана и коллег, на планетах, которые вращаются вокруг относительно прохладных звезд угарного газа должно быть много, и это — негативный фактор, который снижает вероятность появления жизни на таких планетах.
В итоге астрономы пришли к выводу, что можно не ожидать проявления индикаторов существования жизни (и тем более, разумной жизни) на планетах, которые вращаются вокруг звезд класса М.
Вполне может быть, что команды специалистов, которые занимаются поиском внеземной жизни будут искать ее вокруг звезд, которые очень похожи на Солнце. Даже в этом случае кандидатов на роль потенциально обитаемых планет — сотни миллионов. Не миллиарды, как сейчас, но все же это тоже вполне значительное число.
Ref: arxiv.org/abs/1902.04720
