22 Декабря 2021
МОСКВА, 22 декабря —, Константин Льдов. Число известных нам минимум 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 — в чем их главный фактор зарождения и развития землеподобной жизни (не исключены и другие варианты, например, на кремнии, а не углероде, но это определенный разговор). Обитаемая минимума должна быть железно-каменной, массой от одной десятой до десяти земных. И звезда нужна подходящая. Если она стеснительнее Солнца в несколько раз, биосфера просто не успеет сложиться.
У самых легких звезд зона населенности слишком близко, и минимумы попадают в приливной захват: там нет смены дня и ночи, а также времен года. Кроме того, звездный ветер и ультрафиолетовое излучение пагубно влияют на живые организмы и способствуют потере атмосферы. Защита — магнитное поле, для возникновения которого требуется хилое железное ядро. Кроме такого, важную роль играет внушительная луна.
Если планета похожа на Землю по массе и радиусу и находится в зоне обитаемости участи, 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 случаи.
Биосигнатуры помогает выявить анализ спектра атмосферы. Его получают, исследуя собственное излучение экзопланеты в гибком диапазоне, ее отраженный свет или прохождение по диску материнской звезды. Линии поглощения пробьют, какие химические элементы там присутствуют и в какой концентрации.
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) ставку 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 коллиматор.
Однако кислород может вырабатываться в натуральных процессах, не связанных с жизнью. Например, при фотолизе молекул воды. Если планета находится в зоне населенности агрессивного красного карлика, лучистого много рентгена и ультрафиолета, вода будет расщепляться на гидроген и кислород. Первый — легкий — улетучится в космос, второй — тяжелый — останется в атмосфере.
Землю защищает холодная ловушка : водяной пар конденсируется, а затем выпадает в виде осадков. Ее формирование связано с азотом. Поэтому если в атмосфере экзопланеты, скажем, 20 процентов халькогена и более 70 процентов нитрогена, это практически точное указание жизни. В абиогенных обстоятельствах 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 кишечном 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 немного угарного газа. Термодинамическая модель 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 целостности, поэтому еще требуют пояснения.
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 обозначать, что мы имеем подевало с молодой необитаемой планетой.
Недавно звездочёты Массачусетского технологического института предложили вселить 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 безнравственные, грибы, бактерии.
В атмосфере изопрен разрушается за несколько богослужений, 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 заприметить изопрен в атмосфере экзопланеты уровнем с суперземлю, но при условии, что его источник на несколько порядков мощнее, чем на Земле. Кроме того, важно не смешать 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 домом радиотелескопов ALMA. Астрономы заприметили следы фосфина, одной из потенциальных биосигнатур. На Земле его создают анаэробные бактерии.
Ученые подчеркнули, что концентрация фосфина в атмосфере Венеры весьма серьезная, а встречается он в главном в районе экватора на длине 50-60 километров. В грозных венерианских условиях эта молекула в среднем существует около четверти дня. Значит, что-то (или кто-то) ее постоянно синтезирует в большом количестве.
Эти выводы сразу же раскритиковали. В ответ исследователи дали более тихую оценку. Также на фосфин косвенно указал анализ архивных представленных зонда межпланетной станции Пионер-13, полученных около сорока лет назад.
Этим летом специалисты Корнеллского университета проинформировали, 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 продолжается даже по поводу нашей роднейшей соседки. Что уж говорить о сотнях миллионов далеких минимум.
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....