Новое открытие ученых серьезно сокращает область поиска сложной внеземной жизни

Ученым, возможно, придется пересмотреть свои оценки количества планет за пределами Солнечной системы, которые могут быть обитаемыми. В новом исследовании специалистов из Калифорнийского университета в Риверсайде сообщается о том, что наличие токсичных газов в атмосферах большинства планет делает их непригодными для сложной жизни, какой мы ее знаем. О своих выводах исследователи делятся в статье журнала The Astrophysical Journal. Пресс-релиз исследования опубликован сайтом Phys.org.

Как ищут обитаемые экзопланеты?

Традиционно, основана часть поисков внеземных цивилизаций была сосредоточена на том, что среди астрономов принято называть «обитаемой зоной», которая определяется как диапазон расстояний от звезды, находясь в котором на поверхности планет теоретически могла бы существовать вода в жидкой форме. Однако это условие будет справедливо лишь для основных одноклеточных микробов, но не для сложных форм жизни, таких как животные, царство которых входят многие виды, начиная от простых губок и заканчивая человеком.

Статья ученых, опубликованная в The Astrophysical Journal, показывает, что учет прогнозируемых уровней определенных токсичных газов сужает эту безопасную для существования сложной жизни зону, как минимум вдвое, а в некоторых случаях и полностью ее устраняет.

«Мы впервые использовали расчеты физиологических пределов жизни на Земле для того чтобы предсказать вероятность распределения сложных форм жизни в других местах Вселенной», — поясняет один из авторов исследования Тимати Лайонс.

«Представьте себе безопасную для сложных форм жизни обитаемую зону, способную поддерживать существование богатых экосистем, подобных земным. Наши результаты показывают, что сложные экосистемы, вроде нашей, не могут существовать в большинстве районов обитаемой зоны, как считалось ранее», — добавил он.

Используя компьютерное моделирование для изучения атмосферного климата и фотохимии на различных планетах, исследователи рассмотрели особенность такого газа, как диоксид углерода. Любой аквалангист знает, что наличие слишком большое количество этого газа в организме способно убить. Однако планеты, находящиеся слишком далеко от своей звезды, нуждаются в углекислом газе, поскольку он создает парниковый эффект, необходимый для поддержания на их поверхности температуры выше нуля. Точно также, как и на Земле.

«Чтобы вода могла присутствовать в жидкой форме на поверхности планеты, находящейся на краю обычной обитаемой зоны, этой планете потребуется иметь в десятки тысяч раз больше диоксида углерода, чем сегодня имеется на Земле. А это, как известно, гораздо выше тех уровней, которые признаны токсичными для человека и в целом животной жизни на Земле», — говорит Эдвард Швитерман, ведущий автор нового исследования.

В ходе нового исследования ученые выяснили, что токсичность углекислого газа ограничивает жизнь простых организмов половиной традиционной обитаемой зоны. Для людей и других более сложных животных безопасная зона сокращается до менее чем одной трети от этой области.

Более того, для некоторых звезд вообще не существует никакой безопасной зоны. В их число входят и две ближайшие соседки Солнца — Проксима Центавра и TRAPPIST-1. Тип и интенсивность ультрафиолетового излучения, которое испускают эти более холодные, тусклые звезды, могут привести к высоким концентрациям окиси углерода (угарного газа), еще одного смертельного газа. Он связывается с гемоглобином в крови животных, который транспортирует кислород через организм. Даже небольшое его количество может привести к гибели клеток организма из-за недостатка кислорода.

Окись углерода не может накапливаться на Земле, поскольку наше более горячее и яркое Солнце вызывает химические реакции в атмосфере, которые быстро его разрушают. Несмотря на то, что группа исследователей недавно пришла к выводу, что микробные биосферы могут процветать в том числе и на планете с избытком окиси углерода, Швитерман подчеркивает, что «это определенно не будет хорошим местом для жизни людей или животных, по крайней мере аналогичных тем, что обирают на Земле».

Где во Вселенной возможна жизнь?

На сегодняшний день астрономами подтверждено открытие почти 4000 планет, вращающихся вокруг других звезд. Но ни одну из них нам не удастся посетить лично. Они просто слишком далеко. Ближайшей к нам является Проксима Центавра b. Чтобы до нее долететь, используя имеющиеся в нашем распоряжении технологии, потребуется 54 400 лет. Поэтому единственным на данный момент способом изучения экзопланет остаются телескопы, с помощью которых можно обнаружить присутствие различных газов в их атмосферах.

«Наши открытия дают нам возможность решать, какую из этих бесчисленных планет мы должны исследовать более подробно», — говорит Кристофер Рейнхард, еще один соавтор исследования.

Предыдущие исследования этой группы ученых уже легли в основу для разработки новых космических телескопов, которые смогут более эффективно заниматься поиском внеземной жизни.

В то же время, все современные попытки обнаружить внеземную жизнь доказывают, насколько редкой и особенной является наша планета. По мнению Швитермана, если внеземная жизнь где-то и существует во Вселенной, то наверняка она спрятана глубоко под поверхностью планет.

«Насколько нам известно, Земля является пока единственной планетой во вселенной, которая может поддерживать сложную жизнь на своей поверхности», — заключил Швитерман.