Землеподобные биосферы на других планетах могут быть редкостью
Новый анализ известных экзопланет показал, что землеподобные условия на потенциально обитаемых планетах могут встречаться гораздо реже, чем считалось ранее. Исследование сосредоточено на условиях, необходимых для развития кислородного фотосинтеза на планете, который позволил бы существовать сложным биосферам земного типа. Работа опубликована в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Хотя в нашей галактике Млечный Путь подтверждены тысячи планет, планеты, одновременно похожие на Землю и находящиеся в обитаемой зоне (где температура позволяет существовать жидкой воде на поверхности), встречаются гораздо реже.
В настоящее время известно лишь несколько таких каменистых и потенциально обитаемых экзопланет. Однако новое исследование указывает, что ни на одной из них нет теоретических условий для поддержания землеподобной биосферы посредством оксигенного фотосинтеза — механизма, который используют растения на Земле.
Лишь одна из этих планет приближается к получению необходимого для поддержания большой биосферы количества звездной радиации: Kepler−442b, каменистая планета примерно вдвое массивнее Земли, обращающаяся вокруг умеренно горячей звезды на расстоянии около 1200 световых лет.
Учёные оценили, сколько энергии планета получает от своей звезды, и смогли бы ли живые организмы эффективно производить питательные вещества и молекулярный кислород с помощью фотосинтеза.
Рассчитав количество фотосинтетически активной радиации (PAR), получаемой планетой, команда обнаружила, что звёзды с температурой около половины солнечной не могут поддерживать землеподобные биосферы, так как не дают достаточно энергии в нужном диапазоне длин волн. Кислородный фотосинтез был бы возможен, но богатая биосфера — нет.
Планеты вокруг ещё более холодных красных карликов (температура ~1/3 солнечной) не могут получать достаточно энергии даже для активации фотосинтеза. Звёзды горячее Солнца излучают в нужном диапазоне в 10 раз больше энергии, но живут недостаточно долго для эволюции сложной жизни.
«Поскольку красные карлики — самый распространённый тип звёзд в нашей галактике, этот результат означает, что землеподобные условия на других планетах могут быть гораздо более редкими, чем мы надеялись», — комментирует ведущий автор работы профессор Джованни Ковоне из Неаполитанского университета.
Он добавляет: «Исследование накладывает строгие ограничения на параметрическое пространство для сложной жизни. К сожалению, "зона обитаемости" для богатой землеподобной биосферы не так широка».
Будущие миссии, такие как космический телескоп James Webb Space Telescope (JWST), запуск которого запланирован на этот год, смогут исследовать далёкие миры и пролить новый свет на то, что действительно нужно планете для поддержания известной нам жизни.