На планетах, сильно отличающихся от Земли, может существовать жидкая вода
Группа исследователей из университетов Берна и Цюриха изучила эволюцию бесчисленных экзопланет, чтобы обнаружить их потенциальную способность содержать жидкую воду на поверхности. Результаты показывают, что даже неземные планеты могут стать интересными объектами для поиска жизни, одним из ключевых ингредиентов которой является вода.
Поиск жизни за пределами Земли и Солнечной системы - одна из самых интригующих и сложных задач, стоящих перед исследователями. Зная эволюцию жизни на нашей планете, земные, т.е. похожие на Землю, экзопланеты считаются мирами, на которых наиболее вероятно обнаружение биологических следов. Группа исследователей из университетов Берна и Цюриха показала, что даже планеты, отличные от Земли, являются потенциальными объектами, на которых можно обнаружить один из ключевых ингредиентов для жизни. Вода в жидком состоянии.
Эволюция жидкой воды на экзопланетах
В приняли участие бесчисленные экзопланеты, эволюция которых моделировалась на протяжении миллиардов лет. Это исследование было вызвано идеей о том, что планеты, более массивные, чем земная, могут иметь большую первобытную атмосферу, чем земная. И это, по мере развития системы, вызвало бы парниковый эффект, подобный тому, который наблюдается на Земле сегодня. Явление, необходимое для образования жидкой воды.
Используемые модели учитывали свойства атмосферы и геотермальное тепло различных планет, т.е. количество внутреннего тепла, излучаемого наружу. Интенсивность излучения звезды также играет важную роль.
Результаты моделирования показывают, что некоторые планеты полностью теряют свою атмосферу в результате воздействия звездного излучения. Однако другим удается сохранить ее, обеспечивая оптимальные условия для существования на планете воды в жидком состоянии. Это возможно также благодаря использованию геотермального тепла. Эти благоприятные условия сохраняются на планете в течение чрезвычайно долгого времени, вплоть до десятков миллиардов лет.
Что делает Землю и подобные ей планеты благоприятной средой обитания для воды в жидком состоянии, так это наличие атмосферы. Как объясняет Равит Хеллед, профессор теоретической астрофизики Цюрихского университета, "благодаря своему естественному парниковому эффекту [атмосфера] задерживает нужное количество тепла, создавая необходимые условия для океанов, рек и осадков".
Атмосфера Земли не всегда была такой, какой мы знаем ее сегодня. Существовала первозданная, состоящая в основном из водорода и гелия, которая окутывала Землю с момента ее рождения. Однако в ходе эволюции планеты она была утрачена, в результате чего осталась та, которую мы видим сегодня.
Поэтому, учитывая важность атмосферы в формировании жизни, исследования астрономов были сосредоточены на планетах, расположенных в так называемой обитаемой зоне. Это область пространства вокруг звезды, где излучение, получаемое планетой, позволяет образовываться жидкой воде. Слишком много радиации приведет к испарению, слишком мало - к замерзанию.
Это открытие команды подчеркивает, что не существует границы, в пределах которой можно найти жидкую воду, поскольку ее образование зависит от многих переменных. Согласно исследованию, свободно плавающие планеты (т.е. свободно плавающие в космосе) также могут содержать воду в жидком состоянии.
Однако, несмотря на то, что результаты потрясающие, есть еще много моментов, которые необходимо учитывать. Атмосферы планет действительно должны выдерживать нужное количество в течение длительного времени, чтобы поддерживать образование жидкой воды. Насколько распространено это состояние среди огромного количества обнаруженных экзопланет, пока неизвестно.
Совместная работа с астробиологами также крайне важна для понимания того, насколько вероятно развитие жизни в экзотических средах обитания, отличных от земных. Так что впереди еще много работы, но это исследование помогает расширить горизонты исследований. По словам Кристофа Мордасини, профессора теоретической астрофизики Бернского университета, "наше представление о планете, пригодной для жизни, ориентированное на Землю, может оказаться слишком узким".