Больше жидкой воды на экзопланетах
Специалисты из Цюрихского университета (UZH) доказали, что на экзопланетах с преимущественным составом атмосферы из водорода и гелия океаны должны существовать практически «вечно», что позволяет существенно увеличить круг поиска внеземной жизни. Об этом сообщается на официальном сайте заведения.
Жидкая вода является важным условием для развития жизни на планете. Как сообщают исследователи из Цюрихского университета, Бернского университета и Национального центра компетенций в области исследований (NCCR) PlanetS в новом исследовании, жидкая вода также может существовать миллиарды лет на планетах, сильно отличающихся от Земли.
Жизнь на Земле зародилась в океанах. Таким образом, в поисках жизни на других планетах потенциал жидкой воды является ключевым компонентом. Чтобы найти его, ученые традиционно искали планеты, похожие на нашу. Тем не менее, долговременная жидкая вода не обязательно должна возникать при тех же обстоятельствах, что и на Земле.
Исследователи из Университета Цюриха и Университета Берна, которые являются членами Национального центра компетенций в области исследований (NCCR) PlanetS, сообщают в исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy , что благоприятные условия могут существовать на планетах даже в течение миллиардов лет. которые очень мало походили на нашу родную планету.
Первобытные теплицы
«Одной из причин того, что вода на Земле может быть жидкой, является ее атмосфера», — объясняет соавтор исследования Равит Хеллед, профессор теоретической астрофизики Цюрихского университета и член NCCR PlanetS. «Благодаря своему естественному парниковому эффекту он улавливает ровно столько тепла, сколько необходимо для создания правильных условий для океанов, рек и дождя», — говорит исследователь.
Однако атмосфера Земли в ее древней истории была совсем другой. «Когда планета впервые сформировалась из космического газа и пыли, она собрала атмосферу, состоящую в основном из водорода и гелия — так называемую первичную атмосферу», — отмечает Хеллед. Однако в ходе своего развития Земля утратила эту первозданную атмосферу.
Другие, более массивные планеты могут собирать гораздо более крупные первичные атмосферы, которые в некоторых случаях могут сохраняться неопределенно долгое время. «Такие массивные первичные атмосферы также могут вызывать парниковый эффект — так же, как сегодняшняя атмосфера Земли. Поэтому мы хотели выяснить, могут ли эти атмосферы помочь создать необходимые условия для жидкой воды», — говорит Хеллед.
Жидкая вода на миллиарды лет
Для этого команда тщательно смоделировала бесчисленное количество планет и смоделировала их развитие в течение миллиардов лет. Они учитывали не только свойства атмосфер планет, но и интенсивность излучения соответствующих звезд, а также внутреннее тепло планет, излучаемое наружу. В то время как на Земле это геотермальное тепло играет лишь незначительную роль в условиях на поверхности, оно может вносить более значительный вклад на планетах с массивной первичной атмосферой.
«Мы обнаружили, что во многих случаях первичная атмосфера была потеряна из-за интенсивного излучения звезд, особенно на планетах, которые находятся близко к своей звезде. Но в тех случаях, когда атмосфера сохраняется, могут возникнуть подходящие условия для жидкой воды», — сообщает Марит Мол Лус, аспирант и ведущий автор исследования. По словам исследователя, «в тех случаях, когда достаточное количество геотермального тепла достигает поверхности, излучение от такой звезды, как Солнце, даже не нужно, чтобы на поверхности преобладали условия, допускающие существование жидкой воды».
«Возможно, самое главное, наши результаты показывают, что эти условия могут сохраняться в течение очень длительных периодов времени — до десятков миллиардов лет», — отмечает исследователь.
«Для многих это может стать неожиданностью. Астрономы обычно ожидают, что жидкая вода будет появляться в областях вокруг звезд, которые получают нужное количество радиации: не слишком много, чтобы вода не испарялась, и не слишком мало, чтобы вся она не замерзла», — соавтор исследования. Кристоф Мордасини, профессор теоретической астрофизики Бернского университета.
«Поскольку наличие жидкой воды является вероятным предварительным условием для жизни, а для возникновения жизни на Земле, вероятно, понадобилось много миллионов лет, это может значительно расширить горизонт поиска инопланетных форм жизни. Основываясь на наших результатах, он может появиться даже на так называемых свободно плавающих планетах, которые не вращаются вокруг звезды», — говорит Мордасини.
Тем не менее исследователь остается осторожным: «Хотя наши результаты впечатляют, к ним следует относиться с долей скептицизма. Чтобы на таких планетах долгое время была жидкая вода, на них должно быть достаточное количество атмосферы. Мы не знаем, насколько это распространено».
«И даже при правильных условиях неясно, насколько вероятно появление жизни в такой экзотической потенциальной среде обитания. Это вопрос к астробиологам. Тем не менее, нашей работой мы показали, что наше ориентированное на Землю представление о пригодной для жизни планете может быть слишком узким», — заключает Мордасини.
Основанный в 2018 году UZH Space Hub — космический и авиационный кластер инновационного хаба UZH — сегодня является одним из космических хабов мирового значения. Имея 35 высокопоставленных исследовательских групп в области наблюдения за Землей, космических наук о жизни, астрофизики и суперкомпьютеров, автономного полета и навигации беспилотных летательных аппаратов, зеленой авиации и космической устойчивости, UZH Space Hub идеально подходит для того, чтобы играть решающую роль в формировании растущей космической экономики и космической промышленности. Дополнительная информация
Бернское исследование космоса
Когда второй человек, «Базз» Олдрин, вышел из лунного модуля 21 июля 1969 года, первой задачей, которую он выполнил, была установка Бернского эксперимента по составу солнечного ветра (SWC), посадив его на поверхность Луны. С тех пор как Бернские космические исследования вошли в число мировых элит, и Бернский университет участвует в космических миссиях крупных космических организаций, таких как ЕКА, НАСА и ДЖАКСА. Успешная работа Департамента космических исследований и планетарных наук (WP) Физического института Бернского университета была закреплена созданием университетского центра компетенций — Центра космоса и обитаемости (CSH).
В июне 2022 года сотрудники Кембриджского университета (Великобритания) опровергли гипотезу о существовании живых микроорганизмов на Венере, которые питаются соединениями серы.