Ученые разработали новый способ выявления пригодных для жизни и потенциально обитаемых планет, сравнивая количество углекислого газа в их атмосфере с соседними планетами
Ученые открыли способ поиска экзопланет, пригодных для жизни людей Фото: freepik.com
Международная группа исследователей из Бирмингемского университета (Великобритания), Массачусетского технологического института (США) и других учреждений показала, что если планета имеет пониженное содержание CO2 в атмосфере (по сравнению с соседними планетами), это свидетельствует о наличии жидкой воды на ее поверхности. Снижение уровня CO2 означает, что углекислый газ в атмосфере планеты растворяется в океане или секвестрируется биомассой планетарного масштаба.
Исследование было опубликовано 28 декабря 2023 года в журнале Nature Astronomy.
Наука, стоящая за открытием
Пригодность к жизни — это теоретическая астрономическая концепция, которая означает, что небесное тело способно принимать и удерживать жидкую воду на своей поверхности. Планеты, расположенные слишком близко к своей звезде, слишком горячие (например, Венера), слишком далеко — очень холодные (например, Марс), тогда как планеты в «зоне пригодности для жизни» — как раз то, что надо. Пригодное для жизни расстояние иногда называют зоной Златовласки.
«Измерить количество углекислого газа в атмосфере планеты довольно легко. Это потому, что CO2 — сильный поглотитель инфракрасного излучения, и именно это свойство вызывает нынешнее повышение глобальной температуры на Земле. Сравнивая количество CO2 в атмосферах разных планет, мы можем использовать этот новый признак пригодности для жизни, чтобы идентифицировать планеты с океанами, которые с большей вероятностью способны поддерживать жизнь», — рассказывает Амаури Трио, профессор экзопланетологии из Бирмингемского университета.
Интересное по теме: В 2024 году можно будет увидеть звездопады и солнечное затмение: где и когда
Прорыв в исследовании экзопланет
Исследователи нашли новый «признак пригодности для жизни», с помощью которого они могут определить, действительно ли планета имеет жидкую воду. До этого ученые ближе всего подходили к определению жидкости на поверхности планеты, используя ее блеск — то, как звездный свет отражается от воды. Однако этот признак — слишком слабый для современных обсерваторий, чтобы его обнаружить, тогда как новый метод может быть применен с помощью имеющегося оборудования.
Амаури Трио, который был одним из руководителей исследования, отметил:
«Например, мы знаем, что сначала атмосфера Земли состояла преимущественно из CO2, но затем углерод растворился в океане и сделал планету способной поддерживать жизнь в течение последних четырех миллиардов лет или около того».
Помимо разработки нового способа определения планет, пригодных для жизни, исследование может быть использовано для того, чтобы лучше понять переломные моменты в экологии.
«Изучая уровни CO2 в атмосфере других планет, мы можем эмпирически измерить пригодность к жизни и сравнить их с нашими теоретическими ожиданиями. Это помогает собрать контекст климатического кризиса, с которым мы сталкиваемся на Земле, и выяснить, в какой момент уровень углерода делает планету непригодной для жизни. Например, Венера и Земля выглядят невероятно похожими, но в атмосфере Венеры очень высокий уровень углерода. Возможно, в прошлом произошел климатический перелом».
Новый метод — это не только признак пригодности для жизни, но и биосигнатура, поскольку биология также улавливает углекислый газ.
Читайте популярное: Выбраны самые яркие снимки космоса, которые сделал телескоп NASA в 2023 году
Доктор Жюльен де Вит, доцент кафедры планетарных наук в Массачусетском технологическом институте и один из руководителей исследования, объясняет:
«На жизнь на Земле приходится 20% от общего количества захваченного СО2, остальное в основном поглощается океанами. На другой планете эта цифра может быть намного больше. Одним из красноречивых признаков потребления углерода биологией является выделение кислорода. Кислород может превращаться в озон, и оказывается, что озон имеет заметную сигнатуру рядом с CO2. Таким образом, наблюдение за углекислым газом и озоном одновременно может сообщить нам о пригодности для жизни, а также о наличии жизни на этой планете».
Важным элементом нового исследования является то, что эти подписи можно обнаружить с помощью современных телескопов. Жульен де Вит подытоживает:
«Несмотря на большие надежды, большинство наших коллег в конце концов пришли к выводу, что такие большие телескопы, как Космический телескоп имени Джеймса Уэбба, не смогут обнаружить жизнь на экзопланетах. Наша работа дает новую надежду. Используя сигнатуру углекислого газа, мы не только можем сделать вывод о наличии жидкой воды на далекой планете, но и открыть путь к обнаружению самой жизни».
Следующий шаг исследовательской группы — определение состава углекислого газа в атмосфере ряда экзопланет, определение того, какие из них имеют океаны на поверхности, и определение приоритетов дальнейших наблюдений для тех, которые могут поддерживать жизнь.
Ознакомьтесь с другими популярными материалами:
NASA «потеряло» астероид, который может скоро упасть на Землю
На Солнце появилась огромная дыра: угрожает ли это Земле
Ученые узнали, сколько оборотов вокруг Солнца сделала Земля
По материалам scitechdaily.com.
