Еще одна планетарная особенность для возникновения сложной жизни во Вселенной

Согласно новому исследованию, умеренный наклон оси, такой как мы наблюдаем у Земли, помогает увеличить производство кислорода, который жизненно важен для жизни такой, какой мы ее знаем. Планеты, которые имеют слишкой большой угол наклона или слишком малый, не в состоянии производить досрочного количества кислорода для процветания сложной жизни.

«Суть в том, что планеты, которые имеют определенный наклон оси, могут с большей вероятностью развить сложную жизнь», — говорит планетолог Стефани Олсон из Университета Пердью. «Это помогает ученым сузить круг поисков сложной, возможно, даже разумной жизни во Вселенной».

Конечно, возможно, что жизнь может выйти за пределы параметров, которые знают ученые здесь на Земле, но эта бледно-голубая точка — пока что единственный мир, о котором исследователи знают наверняка, что на ней есть жизнь. Поэтому целесообразно соответствующим образом моделировать свои поиски.

Фото / NASA

Когда астрофизики ищут обитаемые миры в других частях галактики, первое на что они обращают внимание это: является ли он относительно маленьким и каменистым, как Земля? И вращается ли он вокруг звезды на расстоянии, называемом обитаемой зоной, областью Златовласки — то есть зоной не слишком горячей и не слишком холодной, где температура позволяет жидкой воде находиться на поверхности. Эти вопросы в определенной мере хороши, но факторы, способствующие возникновению жизни, вероятно, намного сложнее.

Наличие магнитного поля, например, считается довольно важным, потому что оно защищает планетную атмосферу от звездных ветров. Эксцентриситет орбиты планеты и то, какие другие планеты присутствуют в системе, также могут быть ключевыми. Так Олсон и ее команда пошли немного дальше, изучая наличие и производство кислорода; в частности, условия на планете, которые могут влиять на количество кислорода, производимого фотосинтезирующей жизнью.

Большинство организмов (хотя и не все) на Земле нуждаются в кислороде для дыхания — люди также не могут жить без него. И все же на ранней Земле было мало кислорода. Наша атмосфера стала богатой кислородом только около 2,4-2 миллиардов лет назад, в период, известный как кислородная революция, которая была вызвана бумом цианобактерий, которые откачивали огромное количество углерода и выделяя большое количество кислорода в качестве метаболических отходов, способствуя росту многоклеточной жизни.

Фото / Alexis Antoine / unsplash.com

Олсон и ее команда пытались понять, как возникают условия, в которых цианобактерии могут процветать, используя моделирование.

«Модель позволяет нам изменять такие вещи, как продолжительность дня, количество атмосферы или распределение земли, чтобы увидеть, как реагируют морская среда и жизнь, производящая кислород в океанах»,- объясняет Олсон.

Их модель показала, что несколько факторов могли повлиять на транспорт питательных веществ в океанах таким образом, который способствовал возникновению кислорода продуцирующих организмов, таких как цианобактерии. Со временем вращение Земли замедлилось, дни ее удлинились, континенты образовались и мигрировали. Каждое из этих изменений могло бы помочь увеличить содержание кислорода, обнаружили исследователи. Затем они учитывали осевой наклон. Ось Земли не совсем перпендикулярна плоскости ее орбиты вокруг Солнца; она наклонена под углом 23,5 градуса от перпендикуляра. Вот почему на Земле есть времена года — наклон от или в сторону Солнца влияет на сезонную изменчивость. Сезонные изменения температуры также влияют на океаны, приводя к конвективному перемешиванию и течениям, а также к доступности питательных веществ.

Фото / NASA

Поэтому, возможно, неудивительно, что осевой наклон оказал значительное влияние на выработку кислорода в исследовании команды.

«Больший наклон увеличил производство фотосинтетического кислорода в океане в нашей модели, частично за счет повышения эффективности переработки биологических ингредиентов. Эффект был похож на удвоение количества питательных веществ, которые поддерживают жизнь», — объяснила планетолог Меган Барнетт из Чикагского университета.

Но всему есть предел. Уран, например, наклонен на 98 градусов от перпендикуляра. Такой экстремальный наклон приведет к сезонности, которая может быть слишком экстремальной для жизни. Небольшой наклон также может не дать достаточной сезонности, чтобы стимулировать правильный уровень доступности питательных веществ. Это говорит о том, что может быть должна быть комфортная зона для осевого наклона — не слишком экстремальная и не слишком маленькая. Это еще один параметр, который ученые могут использовать, чтобы помочь сузить круг планет в других частях галактики, которые, вероятно, имеет сложную жизнь.

Фото превью / Pixabay / pexels.com