Климатические модели Земли и поиск жизни на других планетах
Сверхкомпьютер NASA Discover, выполняющий 7 квадриллионов вычислений в секунду, используется не только для прогнозирования климата Земли, но и для моделирования условий на экзопланетах. Учёные выясняют, могут ли более 4000 обнаруженных миров за пределами Солнечной системы поддерживать жизнь.
За пределами солнечного шаблона
Астрономы обнаружили огромное разнообразие планет, непохожих на те, что есть в нашей системе. Многие планеты размером с Землю, теоретически пригодные для жизни, найдены у красных карликов — самых распространённых звёзд в галактике.
Из-за низкой светимости красных карликов планеты должны находиться к ним очень близко, чтобы получать достаточно тепла для существования жидкой воды. Это подвергает их мощному ультрафиолетовому и рентгеновскому излучению, которое, казалось бы, должно уничтожать атмосферы и океаны. Однако климатические модели показывают, что жизнь на таких планетах всё же возможна.
Спасительная роль облаков и океанов
Команда учёных под руководством Энтони Дель Дженьо смоделировала возможный климат на ближайшей к нам экзопланете Проксима Центавра b (Proxima b), используя планетарный симулятор ROCKE-3-D.
Ключевые выводы моделирования:
- Облака на дневной стороне планеты, которая постоянно обращена к звезде из-за приливного захвата, могут действовать как гигантский "зонтик", отражая излучение и делая температуру приемлемой.
- Циркуляция атмосферы и океанов может переносить тепло с дневной стороны на ночную, предотвращая замерзание атмосферы и позволяя сохраняться жидкой воде даже в темноте.
Таким образом, даже планеты в таких экстремальных условиях могут быть обитаемыми.
Новый взгляд на биосигнатуры
Поиск жизни по химическому составу атмосферы требует пересмотра земных шаблонов. Работа планетолога Джады Арни показывает, что кислород — главный признак жизни на современной Земле — не всегда был её маркером.
3.8–2.5 миллиарда лет назад атмосфера Земли не содержала кислорода и, возможно, была окутана оранжевой дымкой метана, производимого микроорганизмами. Это расширяет список потенциальных биосигнатур, которые нужно искать в атмосферах далёких планет.
План для будущих наблюдений
Климатическое моделирование создаёт теоретическую основу для будущих исследований с помощью телескопов, таких как James Webb Space Telescope:
- Оно помогает определить наиболее перспективные планеты для детального изучения.
- Позволяет создать каталог потенциальных химических сигнатур, что ускорит анализ данных.
Как отмечает Дель Дженьо, рекомендации климатических моделей повышают шансы на успех в азартной игре по обнаружению жизни на других планетах.