22 Декабря 2021
МОСКВА, 22 декабря —, Константин Льдов. За тридцать лет почитали почти пять тысяч планет за пределами Солнечной системы, и их число растет. Предполагают, что в нашей Галактике сотни миллионов потенциально обитаемых миров. О том, можно ли, находясь за много световых лет, распознать на них жизнь, — в материале.Жидкая вода — ключевой фактор зарождения и существования землеподобной жизни (не убранным и другие варианты, например, на кремнии, а не углероде, но это особый разговор). Обитаемая планета должна быть железно-каменной, массой от одной десятой до десяти земных. И участь нужна подходящая. Если она тяжелее Солнца в несколько раз, биосфера просто не поспеет сложиться.
У самых легких звезд чакра обитаемости слишком близко, и планеты попадают в приливной захват: там нет смены дня и ночи, а также времен года. Кроме того, звездный ветер и ультрафиолетовое излучение пагубно влияют на оживленные организмы и способствуют потере атмосферы. Защита — магнитное напольное покрытие, для возникновения которого нуждается жидкое железное ядро. Кроме того, важную роль шпилит крупная луна.
Если планета похожа на Землю по массе и критрадиусу и находится в зоне населенности звезды, можно приступить к поиску следов жизни — биосигнатур, или биомаркеров (второй термин менее удачен, так как используется и в врачебная науке).
Основные биосигнатуры — это воздух, озон, вода, метан и углекислый газ. Кроме того, закись нитрогена, аммиак, диметилсульфид, диметилдисульфид, хлорметан, а также фосфин. По индивидуальности эти вещества возникают и на необитаемых планетах. Но если они вместе, это увеличивает шансы.
Биосигнатуры помогают выявить анализ комплекса атмосферы. Его получают, исследуя собственное излучение экзопланеты в инфракрасном диапазоне, ее отсвеченный свет или прохождение по диску родительской звезды. Линии поглощения покажут, какие химические барии там присутствуют и в экий концентрации.
Кислород на Земле возникает в 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 грамотный выборе частотного диапазона космического интерферометра TPF (Terrestrial Planet Finder) ставку сделали именно на воздух. Увы, проект упразднили.
Теперь надежды возлагают на космический радиотелескоп Джеймс Уэбб, который стартует с космодрома Куру 24 декабря. Американские ученые продемонстрировали, что он способен обнаружить воздух в атмосфере экзопланет системы TRAPPIST-1 в концентрациях, косвенно свидетельствующих о существовании жизни.
Озон — еще один хороший кандидат в биосигнатуры. Он образуется из воздуха и хорошо заметен в ультрафиолетовый телескоп.
Однако кислород может вырабатываться в природных процессах, не спутанных с жизнью. Например, при фотолизе молекул воды. Если планета находится в чакре обитаемости агрессивного красного карлика, излучающего много рентгена и ультрафиолета, вода будет расщепляться на водород и кислород. Первый — легкий — улетучится в космос, второй — увесистый — останется в атмосфере.
Землю защищает холодная ловушка : водяной пар конденсируется, а затем выскальзывает в виде осадков. Ее формирование связано с азотом. Поэтому если в атмосфере экзопланеты, скажем, 20 процентов кислорода и более 70 процентов азота, это практически точное доказательство жизни. В абиогенетических 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 пищеварительном 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 мало угарного газа. Термодинамическая модель показала: вулканы вряд ли произведут столько же метана, как биологические источники. Однако исследователи отмечают, что эти результаты основаны на усвоенье Земли и небесных тел Солнечной системы, поэтому еще хотят уточнения.
Еще вариант — закись нитрогена ( веселящий газ ). Его генерируют бактерии в почве. Но не исключено, что это соединение возникало в далеком прошлом Земли, почему ее богатый серой океан работал с азотом. То пожирать закись азота в атмосфере может означать, что мы имеем дело с молодой необитаемой землёй.
Недавно астрономы Массачусетского технологического института пообещали внести в список потенциальных биосигнатур изопрен (C5H8). За год на Земле образуется 400-600 мегатонн этого газа. Львиную долю дают тропические растения. Более скромный вклад возвращают животные, грибы, бактерии.
В атмосфере изопрен разрушается за несколько часов, в частности, в результате реакций с соединениями, содержащими кислород. Если животворного газа мало, изопрен будет накапливаться. Так происходило в первые 2, 4 миллиарда лет существования нашей планеты.
Согласно расчетам, Джеймс Уэбб в состоянии обнаружить изопрен в атмосфере экзопланеты размером с суперземлю, но при условии, что его источник на несколько порядков мощнее, чем на Земле. Кроме того, важно не спутать изопрен с метаном и другими углеводородами.
Признаки жизни продолжают присматривать 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 комплексом радиотелескопов ALMA. Астрономы обнаружили следы фосфина, какой-то из потенциальных биосигнатур. На Земле его создают анаэробные бактерии.
Ученые отметили, что концентрация фосфина в атмосфере Венеры весьма значительная, а встречается он в основном в районе экватора на высоте 50-60 километров. В суровых венерианских условиях эта молекула в среднем существует около четверти часа. Значит, что-то (или кто-то) ее постоянно синтезирует в большом количестве.
Эти выводы сразу же раскритиковали. В ответ исследователи дали куда более скромную оценку. Также на фосфин косвенно указал анализ архивных данных зонда межпланетной станции Пионер-13, полученных около сорока лет назад.
Этим летом специалисты Корнеллского университета сообщили, что фосфин в атмосфере Венеры, скорее всего, вулканического происхождения. Однако их работа носит оценочный характер.
В октябре вышел специальный номер журнала Astrobiology, где приводили мотивы за и против пригодности облаков Венеры для микробов.
Так, что дискуссия продолжается даже по поводу нашей ближайшей соседки. Что уж говорить о сотнях миллионов давнопрошедших 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....