Ионы кислорода могут быть надежным индикатором жизни на экзопланетах

Экзопланеты с недавних пор стали объектом пристального внимания со стороны астрономов. Немудрено — ведь еще совсем недавно не было никаких доказательств, что существуют другие планеты, кроме тех, которые обращаются вокруг Солнца. Как оказалось — есть, и во множестве. По сути, экзопланет — многие миллиарды, если не триллионы, лишь в нашем Млечном Пути.

Но теперь перед учеными встала иная проблема — поиск доказательств того, что жизнь существует и в других звездных системах. Доказательство усложняется тем, что все, что мы знаем о жизни, вся эта информация — все получено в результате изучения земных организмов. О других формах жизни, кроме земных, остается лишь догадываться — также, как ученые догадывались о существовании экзопланет.

Сложность в том, что сейчас разработана достаточно надежная методика обнаружения экзопланет. Это можно сделать при помощи изучения динамики яркости далеких звезд. Во время прохождения экзопланеты по диску такой звезды характеристики светимости ее меняются, и ученые Земли получают почти стопроцентное подтверждение существование планеты или сразу нескольких планет. Что касается жизни — здесь дело обстоит по-другому.

В телескоп, даже самый мощный, жизнь не увидишь. Ничего из того, что предлагает существующее на данный момент оборудование, жизнь обнаружить не помогает. И, как уже упоминалось выше, о ней мы знаем только судя по земным организмам. Недавно появилось предложение группы ученых о том, как все же можно обнаружить жизнь (вернее, признаки ее существования) на экзопланетах.

Во-первых, ученые знают, где жизнь искать не стоит. А именно — на планетах, обращающихся вокруг карликовых звезд М-класса. Да, многие из них имеют планетные системы. И ранее поиски возможных индикаторов существования жизни были сосредоточены вокруг этих планет. Но, скорее всего, никакой жизни там нет, поскольку условия на экзопланетах у звезд М-класса сложно назвать подходящими для жизни.

Такие звезды светят и греют слишком слабо для того, чтобы на более-менее удаленной экзопланете могла зародиться жизнь. Зона обитаемости здесь находится слишком близко к звезде. В результате планеты, которые могли бы находиться в этой зоне, попадают в гравитационный замок: они всегда обращены к своей звезде одной стороной. Да, прямо, как Луна обращена к земле.

Кроме того, находясь близко к звезде, такие планеты постоянно подвергаются воздействию рентгеновского и жесткого ультрафиолетового изучения. Все это не только не подходит для возникновения и поддержания жизни, но и постоянно негативным образом воздействует на атмосферу планет. Атмосферу просто-напросто сдувает в открытый космос. Возможно, какие-то формы жизни и способны существовать в таких условиях, но все же вероятность отсутствия всякой жизни на планетах вокруг звезд М-класса гораздо выше.

Вместо того, чтобы искать жизнь на таких планетах, астроном Пол Далба предлагает осуществлять поиск на экзопланетах, вращающихся вокруг звезд G-класса. Их гораздо меньше, чем М, всего около 10% от общего количества звезд. Но вероятность существования жизни около таких светил гораздо выше. Кроме того, вместо поиска планет, которые находятся в зоне обитаемости, ученый предлагает обратить внимание на индикаторы жизни, одним из которых является наличие ионов кислорода О+ в атмосфере планеты, на высоте около 300 км от поверхности.

В качестве примера можно привести Землю, Марс и Венеру. Лишь у Земной атмосферы есть положительно заряженные ионы кислорода, которые поднимаются на несколько сотен километров над поверхностью. Как считает астроном, ионы кислорода в атмосфере планеты — прямой указатель на существования жизни, способной фотосинтезровать.

Стоит отметить, что по меркам ученых Земли, и Венера и Марс находятся в зоне обитаемости. Кроме того, это землеподобные планеты, на которых с точки зрения науки вполне может существовать жизнь. Тем не менее, жизни там нет (во всяком случае, она пока не найдена), и ионов кислорода в атмосфере обеих планет тоже не слишком много.

Если астрономы решать серьезно заняться поиском жизни у других планет, считает Далба, то необходимо учитывать наличие ионов кислорода — в этом случае вероятность существования жизни гораздо выше, чем во всех других случаях. Правда, снова стоит упомянуть, что это признак существования жизни на Земле. С другой стороны, хоть какой-то индикатор — лучше, чем его отсутствие. В ближайшее время ученые собираются опробовать метод, предложенный Далба. Правда, существуют и другие факторы, приводящие к появлению ионов кислорода в атмосфере — это реакции с участием воды и УФ-излучения.

Nature Astronomy, 2018. DOI: 10.1038/s41550-017-0375-y

Источник: geektimes.ru