Британские астрономы предложили искать жизнь не только на земных экзопланетах, но и на планетах, сильно отличающихся от Земли. Такие планеты могут быть полностью покрыты океанами с температурой 200°С. Но даже в таких условиях там могли существовать микроорганизмы, подобные экстремофилам из горячих источников Земли.
Британские астрономы выделили новую категорию относительно крупных экзопланет — мини-нептуний, которые сильно отличаются от Земли, но могут поддерживать жизнь. Это может значительно увеличить количество потенциально обитаемых мест за пределами Солнечной системы.
В прошлом астрономы искали жизнь в основном на планетах, похожих на Землю, с таким же размером, массой, температурой и атмосферой. Однако ученые из Кембриджского астрономического института считают, что они всегда упускали из виду гораздо более многообещающие возможности. Статья на эту тему была опубликована в Astrophysical Journal, а препринт доступен на arXiv.org.
Была предложена новая категория потенциально обитаемых планет, получившая название Hycean. Это горячие, покрытые океаном планеты с богатой водородом атмосферой, которые встречаются в галактике гораздо чаще, чем планеты земного типа. Раньше их обычно называли суперземлями или мини-нептунами.
«Эти планеты открывают совершенно новые возможности для поиска жизни в других мирах», — сказал Никку Мадхусудхан из Кембриджского астрономического института, руководивший исследованием.
Многие из британских первоклассных странников-кандидатов крупнее и горячее Земли, но все же обладают характеристиками, которые позволяют им иметь большие океаны, способные поддерживать микробную жизнь, подобную той, что встречается в некоторых наземных водных экосистемах с экстремальными условиями. Преимущество таких планет в том, что, по сравнению с планетами земной группы, они образуют возле своих звезд гораздо более широкую потенциально обитаемую зону, или, как их еще называют, зону Златовласки. Это означает, что они все еще способны поддерживать жизнь даже там, где такие планеты, как Земля, уже явно находятся за пределами этого диапазона.
Первая экзопланета была идентифицирована почти тридцать лет назад, и с тех пор за пределами Солнечной системы было обнаружено 4500 новых планет. Подавляющее большинство из них, по-видимому, имеет размер между Землей и Нептуном, при этом суперземли или мини-Нептуны рассматриваются в зависимости от их размера и состава: они могут быть в основном скалами или, альтернативно, ледяными гигантами с богатой водородом атмосферой. Иногда между ними есть что-то среднее.
Большинство мини-Нептунов по крайней мере в 1,6 раза больше Земли, но намного меньше Нептуна. Они слишком велики, чтобы иметь каменистую твердую поверхность, как у Земли, и предыдущие исследования таких планет показали, что давление и температура под их водородной оболочкой слишком высоки, чтобы сделать вывод о существовании земной жизни.
Однако недавние исследования мини-нептуна K2-18b группой Мадхусудхана показали, что эти планеты все еще могут поддерживать жизнь при определенных условиях. Экзопланета рядом с красным карликом в 124 световых годах от Земли совершает оборот вокруг своей звезды за 33 дня и содержит воду в своей атмосфере. Его диаметр в 2,6 раза больше диаметра Земли, а масса в 8,6 раза больше массы Земли, которая, по сути, является местом соединения суперземли с мини-Нептуном. Это исследование побудило ученых пересмотреть весь спектр свойств планет и их звезд, пригодных для жизни, чтобы рассмотреть возможность наблюдения характерных биомаркеров — химических следов в их атмосферах, указывающих на наличие жизни. Наиболее популярными из них являются кислород, озон, метан и закись азота N.
2
О, также присутствует на Земле. Существует также ряд других биомаркеров, таких как метилхлорид и диметилсульфид, которых на Земле гораздо меньше, но они также могут быть многообещающими индикаторами жизни на планетах с богатой водородом атмосферой, где мало кислорода и озона.
Британские ученые подсчитали, что планеты в 2,3-2,6 раза больше Земли по размеру и в 5-10 раз больше Земли по массе все еще могут иметь океаны, покрывающие всю их поверхность под атмосферой водорода при температуре около 200 °C. И условия в таких океанах могут быть похожи на те, которые позволяют микробной жизни существовать в океанах Земли. Экзопланеты с потенциалом для жизни также включают планеты, находящиеся очень близко к своим звездам и гравитационно застрявшие на месте за счет приливных взаимодействий, всегда обращенные к звезде одной стороной. Это «темные» миры среди «хайканов», где жизнь возможна только на ночной стороне.
В известном населении экзопланет преобладают планеты такого размера и типа, но до сих пор им уделялось гораздо меньше внимания, чем суперземлям. Преобладание именно «блуждающих» по Вселенной означает, что наиболее перспективные места для поиска жизни в других частях галактики могут быть скрыты из поля зрения.
«На самом деле, когда мы искали эти различные молекулярные сигнатуры, мы сосредоточились на планетах, похожих на Землю, что казалось вполне разумным в начале нашего поиска», — говорит Мадхусудхан. «Но теперь мы считаем, что такие планеты, как Хайкеан, дают нам больше шансов найти сразу несколько биомаркеров».
Мадхусудхан и его команда предполагают, что ряд земных биомаркеров можно будет легко найти в атмосфере с высоким содержанием чистого газа с помощью спектроскопических наблюдений в самом ближайшем будущем. Большой размер, более высокие температуры и богатая водородом атмосфера таких планет делают их атмосферные биомаркеры гораздо более заметными, чем у планет земной группы.
«Открытие биомаркеров изменит наше понимание жизни во Вселенной», — объясняет Мадхусудхан. — «Мы должны открыто говорить о том, где мы ожидаем найти жизнь и какую форму она может принять, потому что природа продолжает удивлять нас зачастую самыми невообразимыми способами.
Кембриджская группа представила большую выборку планет, которые могут стать первыми кандидатами для исследования с помощью телескопов следующего поколения, таких как космический телескоп Джеймса Уэбба. Его премьера запланирована на этот год. Все выбранные планеты вращаются вокруг красных карликов на расстоянии от 35 до 150 световых лет от Земли, что очень близко по астрономическим масштабам. Уже запланированные наблюдения наиболее многообещающего кандидата, K2-18b, могут привести к обнаружению одного или нескольких биомаркеров.
Подписывайтесь на «Газету.Ру» в Яндекс.Новостях, Zen и Telegram.
Мы освещаем самые важные вопросы и находим для вас интересные факты.
