Землеподібні біосфери на інших планетах можуть бути рідкістю

Новий аналіз відомих екзопланет показав, що подібні до Землі умови на потенційно життєпридатних планетах можуть зустрічатися набагато рідше, ніж вважалося раніше.

Робота зосереджена на умовах, необхідних для розвитку на планеті фотосинтезу на основі кисню, що дозволило б створити складні біосфери такого типу, як на Землі. Дослідження опубліковано в журналі "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society", розповідають в Королівському астрономічному товаристві.

Кількість підтверджених планет у нашій власній галактиці Чумацький Шлях зараз обчислюється тисячами. Однак планети, які є як землеподібними, так і такими, що знаходяться у жилій зоні – області навколо зірки, де температура якраз підходить для існування рідкої води на поверхні, – зустрічаються набагато рідше.

На цей час відомо лише кілька таких кам′янистих і потенційно придатних для життя екзопланет. Однак нове дослідження вказує, що жодна з них не має теоретичних умов для підтримки землеподібної біосфери за допомогою "кисневого" фотосинтезу – механізму, який рослини на Землі використовують для перетворення світла та вуглекислого газу на кисень та поживні речовини.

Лише одна з цих планет наближена для отримання зоряного випромінювання, необхідного для підтримки великої біосфери: Кеплер−442b, кам′яниста планета приблизно вдвічі більша за масу Землі, яка обертається навколо помірно гарячої зірки на відстані близько 1200 світлових років від нас.

У дослідженні детально розглянуто питання про те, скільки енергії отримує планета від своєї зірки, і чи зможуть живі організми ефективно виробляти поживні речовини та молекулярний кисень, необхідні для складного життя, як ми його знаємо, за допомогою звичайного кисневого фотосинтезу.

Розрахувавши кількість фотосинтетично активного випромінювання (PAR), яке отримує планета від своєї зірки, команда виявила, що зірки, температури яких приблизно у половину менші температури нашого Сонця, не можуть підтримувати землеподібні біосфери, оскільки вони не забезпечують достатньо енергії у потрібному діапазоні довжин хвиль. Кисневий фотосинтез все ще був би можливий, але такі планети не можуть підтримувати багату біосферу.

Планети навколо ще більш холодних зірок, відомих як червоні карлики, які тліють приблизно на третині температури нашого Сонця, не можуть отримувати достатньо енергії, щоб навіть активувати фотосинтез. Зірки, які гарячіші за наше Сонце, набагато яскравіші й випускають до десяти разів більше випромінювання у необхідному діапазоні для ефективного фотосинтезу, ніж червоні карлики, однак загалом живуть недостатньо довго для розвитку складного життя.

"Оскільки червоні карлики є найпоширенішим типом зірок у нашій галактиці, цей результат вказує на те, що подібні до Землі умови на інших планетах можуть зустрічатися набагато рідше, ніж ми могли б сподіватися", - коментує професор Джованні Ковоне з Неаполітанського університету, провідний автор дослідження.

Він додає: "Це дослідження накладає сильні обмеження на простір параметрів для складного життя, тому, на жаль, виявляється, що "солодке місце" для розміщення багатої земної біосфери не таке широке".

Майбутні місії, такі як космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST), який повинні запустити в цьому році, матимуть достатню чутливість для дослідження далеких світів навколо інших зірок і пролити нове світло на те, що насправді потрібно для того, щоб на планеті було життя, як ми його знаємо.

* Зображення: Ph03nix1986 / Wikimedia Commons, Ліцензія: Attribution-ShareAlike (CC BY-SA 4.0).

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.