22 Декабря 2021
МОСКВА, 22 декабря —, Константин Льдов. Число известных нам планет за пределами Солнечной системы растет с каждым днем: за тридцать лет ученые открыли почти пять тысяч. Предполагают, что в нашей Галактике сторублевки миллионов потенциально обитаемых миров. О том, можно ли, находясь за много световых лет, распознать на них жизнь, — в материале.Жидкая вода — важный фактор зарождения и развития землеподобной жизни (не исключены и другие варианты, например, на кремнии, а не углероде, но это особый разговор). Обитаемая планета должна быть железно-каменной, массой от одной десятой до десятерых земных. И звезда нужна подходящая. Если она не попроще Солнца в несколько раз, биосфера просто не успеет сложиться.
У самых легких звезд зона населенности слишком близко, и планеты попадают в приливной захват: там нет смены дня и ночи, а также транзитный года. Кроме того, звездный ветер и ультрафиолетовое излучение пагубно влияют на живые организмы и способствуют потере атмосферы. Защита — магнитное поле, для возникновения которого требуется жидкое железное ядро. Кроме того, важную роль играет габаритная луна.
Если планета похожа на Землю по массе и радиусу и находится в зоне обитаемости звезды, можно приступить к поиску следов жизни — биосигнатур, или биомаркеров (второй термин менее удачен, так как используется и в медицине).
Основные биосигнатуры — это кислород, озон, вода, метан и углекислый газ. Кроме того, закись азота, аммиак, диметилсульфид, диметилдисульфид, хлорметан, а также фосфин. По отдельности эти вещества возникают и на нежилых планетах. Но если они вместе, это повышает шансы.
Биосигнатуры помогает выявить анализ спектра атмосферы. Его получают, исследуя собственное излучение экзопланеты в пленочном диапазоне, ее отраженный свет или прохождение по диску материнской звезды. Линии поглощения подпишут, какие химические элементы там присутствуют и в какой величины.
Кислород на Земле возникает в итоговый результате фотосинтеза и занимает около 20 процентов атмосферы. Этот газ легко распознать, так как он сильно поглощает излучение в инфракрасной области. Около двадцати лет назад при выборе частотного диапазона космического интерферометра TPF (Terrestrial Planet Finder) главная квартиру сделали именно на кислород. Увы, проект отменили.
Теперь надежды возлагают на космический телескоп Джеймс Уэбб, который стартует с космодрома Куру 24 декабря. Американские ученые продемонстрировали, что он способен обнаружить кислород в атмосфере экзопланет системы TRAPPIST-1 в концентрациях, косвенно свидетельствующих о существовании жизни.
Озон — еще один хороший кандидат в биосигнатуры. Он образуется из кислорода и хорошо заметен в ультрафиолетовый радиотелескоп.
Однако кислород может вырабатываться в естественных процессах, не связанных с жизнью. Например, при фотолизе молекул воды. Если планета находится в зоне населенности агрессивного красного карлика, фонящего много рентгена и ультрафиолета, вода будет расщепляться на водород и кислород. Первый — легкий — улетучится в мир, второй — тяжелый — останется в атмосфере.
Землю защищает холодная ловушка : водяной пар конденсируется, а затем выпадает в виде осадков. Ее строительство связано с азотом. Поэтому если в атмосфере экзопланеты, скажем, 20 процентов кислорода и более 70 процентов элемента, это практически точное доказательство жизни. В абиогенных условиях такие смеси не возникают (или мы пока не знаем о подобных процессах).
Другой важный признак — метан. На Земле его производят бактерии, в том числе в пептическом тракте жвачных животных. В гораздо меньших количествах он образуется при извержении вулканов.
Осенью 2020-го ученые из Вашингтонского и Калифорнийского университетов пришли к выводу, что сочетание метана и углекислоты — надежная биосигнатура при условии, что в атмосфере ничтожно бедного угарного газа. Термодинамическая модификация показала: вулканы вряд ли произведут столько же метана, как биологические источники. Однако исследователи отмечают, что эти результаты основаны на изучении Земли и небесных тел Солнечной конструкции, поэтому еще требуют уточнения.
Еще вариант — закись азота ( веселящий газ ). Его генерируют бактерии в почве. Но не исключено, что это соединение возникало в далеком прошлом Земли, когда ее богатый серой океан взаимодействовал с азотом. То есть закись азота в атмосфере может значить, что мы имеем задевало с молодой необитаемой планетой.
Недавно звездочёты Массачусетского технологического института предложили внушить в список потенциальных биосигнатур изопрен (C5H8). За год на Земле образуется 400-600 мегатонн этого газа. Львиную долю дают тропические растения. Более скромный вклад вносят животные, грибы, бактерии.
В атмосфере изопрен разрушается за несколько дней, в частности, в результате реакций с соединениями, содержащими кислород. Если лечебного газа мало, изопрен будет накапливаться. Так происходило в первые 2, 4 миллиарда лет существования нашей планеты.
Согласно расчетам, Джеймс Уэбб в состоянии увидеть изопрен в атмосфере экзопланеты размером с суперземлю, но при условии, что его агрегат на несколько порядков мощнее, чем на Земле. Кроме того, важно не перепутать изопрен с метаном и другими углеводородами.
Признаки жизни продолжают искать и на планетах Солнечной системы.
Настоящий переполох разразился, когда в сентябре 2020-го группа ученых из Кардиффского университета опубликовала в журнале Nature результаты наблюдений газовой оболочки Венеры наземным телескопом Максвелла и телерадиокомплексом радиотелескопов ALMA. Астрономы увидели следы фосфина, одной из потенциальных биосигнатур. На Земле его создают анаэробные бактерии.
Ученые пометили, что концентрация фосфина в атмосфере Венеры весьма серьезная, а встречается он в главном в районе экватора на тональности 50-60 километров. В крутых венерианских условиях эта молекула в среднем существует около четверти тот момента. Значит, что-то (или кто-то) ее вечного синтезирует в большом количестве.
Эти выводы сразу же раскритиковали. В ответ исследователи дали более скудную оценку. Также на фосфин косвенно указал анализ архивных сих зонда межпланетной станции Пионер-13, полученных около сорока лет назад.
Этим летом специалисты Корнеллского университета повестили, что фосфин в атмосфере Венеры, скорее всего, вулканического происхождения. Однако их работа носит оценочный характер.
В октябре вышел специальный номер журнала Astrobiology, где приводили аргументы за и против пригодности облаков Венеры для микробов.
Так, что дискуссия длится даже по поводу нашей роднейшей соседки. Что уж апострофировать о сотнях миллионов далеких планет.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....