Волнительные дискуссии об экзопланетах начались вновь, когда на орбитах планет, находящихся в области наших близлежащих звезд, обнаружили скальные поверхности. Однако не все так гладко. Наличие возможной жизни на этих космических телах все еще находится под вопросом. Причина этому – высокий уровень радиации, воздействующий на эти миры. Давайте разберемся в этой ситуации.
На расстоянии четырех световых лет
Проксима b, которая находится всего в 4,24 световых годах, испытывает в 250 раз большее излучение, чем Земля. Скорее всего, она может испытывать жесточайшее ультрафиолетовое излучение на своей поверхности. Так как же может быть жизнь там, где радиация так нещадно штурмует космическое тело?
Лиза Кальтенеггер и Джек О'Мэлли-Джеймс выпустили новую статью, опубликованную в Monthly Notices Королевского астрономического общества. Кальтенеггер является профессором астрономии, а О'Мэлли-Джеймс - научный сотрудник института Корнелла под руководством директора Карла Сагана.
Как все начиналось
Жизнь на Земле на сегодняшний день существует благодаря существам, которые развивались при еще большем ультрафиолетовом излучении, чем на Проксима b и других близлежащих экзопланетах. Более четырех миллиардов лет назад планета Земля была погружена в хаос и подвергалась сильнейшему УФ-излучению. Тем не менее, несмотря на это, жизнь все-таки стала развиваться, и теперь она такая, какой мы ее знаем.
То же самое может происходить прямо сейчас на некоторых из ближайших экзопланет – так считают Кальтенеггер и О'Мэлли-Джеймс. Исследователи смоделировали облученные поверхности четырех экзопланет, наиболее близких к Земле, которые являются потенциально пригодными для жизни: Проксима b, Trappist-1, Росс 128 b и LHS 1140 b.
Экзопланеты
Экзопланеты проделывают свой путь вокруг небольших красных карликовых звезд, которые по сравнению с нашим Солнцем вспыхивают гораздо чаще, что и приводит к большим дозам ультрафиолетового излучения. Пока нельзя с уверенностью сказать, какие именно условия характерны поверхностям экзопланет, которые вращаются вокруг этих вспыхивающих звезд. Однако точно доказано, что подобные мощные вспышки являются губительными и могут привести к эрозии в атмосфере планеты. Высокие уровни радиации воздействуют на биологические молекулы, такие как нуклеиновые кислоты, и заставляют их мутировать или вовсе погибать.
Джек О'Мэлли-Джеймс и Лиза Кальтенеггер смоделировали различные атмосферные композиции, которые подобны современной Земле. Из-за УФ-излучения их атмосферы размытые и не содержат кислород. Некоторые из них имеют очень тонкую атмосферу, которая не способна блокировать ультрафиолетовое излучение, в результате чего озоновый слой находится без защиты.
Модели показывают, что в тонких атмосферах уровни озона крайне малы. При создании исследователи сравнивали модель Земли на протяжении всей истории - от более чем 4 миллиардов лет назад до сегодняшнего дня. Несмотря на то, что смоделированные планеты получают огромное ультрафиолетовое излучение, чем излучает сейчас наше Солнце, это значительно ниже, чем те дозы радиации, что Земля испытывала 3,9 млрд лет назад.
Ультрафиолетовое излучение
По словам исследователей, ультрафиолетовое излучение не должно быть сдерживающим фактором для предполагаемой жизни на экзопланетах. Наши ближайшие соседи, по-прежнему, остаются интригующей загадкой и целью для нахождения жизни за пределами Солнечной системы.
И тут возникает противоположный вопрос для планет, вращающихся вокруг звезды, на котором поток излучения особенно низок: требует ли эволюция жизни наличия высокого уровня радиации для образования там первых форм жизни?
Воздействие УФ
Для того, чтобы судить о потенциальном присутствии жизни в мирах с различной скоростью радиационного притока, исследователи оценили уровень смертности в различных УФ-длинах волн экстремофилов (Deinococcus radiodurans), одном из наиболее радиационно-стойких организмов, известных в настоящее время.
Не все длины волн излучения оказались одинаково вредными для биологических молекул. К примеру, исследователи уточняют, что доза УФ-излучения на 360 нм должны были бы быть в три раза выше, чем дозы излучения при 260 нм. Были обнаружены идентичные показатели смертности в популяции этих существ.
Множество организмов на нашей планете используют особую тактику выживания, в том числе, защитную пигментацию, биофлюоресценцию, жизнь под водой или почвой, чтобы справиться с высокими уровнями радиации. Возможно, такое явление происходит на многих других планетах, но мы этого не замечаем, поэтому уверены в отсутствии жизни. Особенно трудно будет обнаружить следы подземной жизни на далеких планетах, поскольку телескопы не могут увидеть этого.
История жизни на Земле дает нам огромное количество информации о том, как живое может преодолеть проблемы окружающей среды, которые, поначалу, воспринимаются враждебными.
Лиза Кальтенеггер упоминает, что их исследование показывает, что в поисках жизни наши ближайшие миры тоже могут представлять большой интерес для изучения.
