На сегодняшний день мы подтвердили существование 4 422 экзопланет в 3 280 звездных системах. Из этой выборки 165 являются земными (или каменистыми) по своей природе и сопоставимы по размеру с нашей планетой. И только около десяти из этих планет находятся в обитаемой зоне своей звезды. Но могли ли они поддерживать жизнь в течение всего этого времени? Что касается биосферы, подобной земной, то, согласно исследованию, нет.
Эта работа, проведенная исследователями из Неаполитанского университета и Итальянского национального института астрофизики (INAF), опубликована в .
Важность фотосинтеза
Если учесть количество звезд в галактике и число галактик во Вселенной, идея о том, что жизнь развилась только на Земле, может показаться очень эгоцентричной, но пока не доказано обратное, наш мир является единственным известным пристанищем биосферы, причем невероятно богатой. Именно поэтому исследователи астробиологии предпочитают сосредоточить свою работу на возможности существования жизни «в другом месте Вселенной» на экзопланетах, похожих на нашу собственную, поскольку это наш единственный пример.
В новом исследовании астрономы оценили условия для фотосинтеза на основе кислорода на этих десяти экзопланетах, похожих на Землю.
Из геологических записей, исследований климата и других окаменелых останков мы знаем, что первые земные формы жизни, появившиеся около 4 миллиардов лет назад, полагались на фотосинтез для получения питательных веществ и молекулярного кислорода из солнечного света и углекислого газа. Этот молекулярный кислород начал медленно накапливаться в атмосфере Земли, что в конечном итоге позволило возникнуть и поддерживать более сложные формы жизни.
Таким образом, фотосинтез стал одним из ключевых моментов биосферы Земли. Но этот процесс требует правильного количества солнечного света. И, как показывает эта работа, не все звезды предоставляют такую возможность.
Недостаточно света или недостаточно времени
Здесь исследователи рассчитали количество фотосинтетически активного излучения ФАР, полученного каждой из отобранных планет. Это излучение в диапазоне длин волн от 400 до 700 нанометров, которое фотосинтезирующие организмы могут использовать в процессе фотосинтеза.
Их анализ показал, что большинство этих планет развиваются вокруг звезд, которые слишком холодны (красные карлики), чтобы обеспечить достаточное количество ФАР для поддержания биосферы, столь же богатой, как земная. Конечно, нельзя исключить, что «неизвестный фотосинтез» все же может развиваться, но здесь мы вступаем в область предположений.
Однако красные карлики составляют более 75% всех звезд в Млечном Пути. «Учитывая, что красные карлики являются наиболее распространенным типом звезд в нашей галактике, этот результат указывает на то, что условия, подобные земным, на других планетах могут встречаться гораздо реже, чем мы могли бы ожидать«, — утверждает Джованни Ковоне, ведущий автор исследования.
Звезды, более горячие, чем Солнце, также не идеальны, поскольку они быстрее сгорают. Хотя экзопланеты, развивающиеся в обитаемой зоне этих объектов, могут дать начало фотосинтезирующим организмам, они не смогут поддерживать биосферу достаточно долго, чтобы способствовать появлению сложных форм жизни.
Опять же, вполне возможно представить, что на других планетах могли развиваться разные формы жизни. Эта работа показывает нам, что жизнь, какой мы ее знаем, может быть гораздо более редкой, чем мы думали.