Чтобы жизнь начала ощутимо воздействовать на атмосферу, требуются значительные промежутки времени. Для этого экзопланете необходимо находиться в зоне обитаемости звезды в течение нескольких миллиардов лет. Анализ показал, что наиболее перспективные с точки зрения потенциальной обитаемости системы – это не те, которые специалисты NASA выбрали в качестве первоочередных объектов для изучения.
На сегодняшний день существующие технологии не дают возможности исследовать потенциально обитаемые планеты, схожие с Землей. Сам поиск таких миров представляет собой сложную задачу задача, что и говорить об анализе света, отраженного от поверхности. Подобные исследования сможет проводить, например, космический телескоп «Обсерватория обитаемых миров». Проект реализуется НАСА. Запуск по плану состоится не ранее 2040-х годов, если миссия успешно пройдет через этапы сокращения расходов сокращений бюджета. Безусловно, ученые на начальном этапе выбирают объекты для изучения.
В 2023 году НАСА опубликовало список звезд, подходящих для прямых наблюдений в рамках будущей миссии. В него вошли 164 объекта. При отборе учитывалась яркость звезды, наличие компаньонов и пылевого диска, а также потенциальная освещенность экзопланеты. Однако не учитывалось изменение границ этой зоны в процессе эволюции системы. Как считают авторы новой работы, это очень важный фактор.
Обитаемая зона представляет собой область вокруг звезды, в которой температура позволяет поддерживать жидкую воду на поверхности планеты. Наличие жидкой воды является необходимым условием для существования жизни, какой мы ее знаем. Для того чтобы жизнь начала оказывать ощутимое воздействие на окружающую среду, требуется определенное время. После этого в атмосфере возникнут биосигнатуры, которые станет возможно обнаружить.
На Земле происходит глобальное изменение состава атмосферы — кислородная катастрофа — сформировались примерно через два миллиарда лет после начала существования. Таким образом, экзопланеты, расположенные в пригодных для жизни зонах вокруг своих звезд в течение двух миллиардов лет, представляют собой более многообещающие объекты для изучения возможности существования жизни. Именно эти вероятности были оценены исследователями в новой работе.
Новое исследование, проведенное учеными, посвящено изучению изменений обитаемой зоны вокруг 164 звезд, включенных в каталог НАСА. Результаты работы будут опубликованы в The Astrophysical Journal и уже доступна на портале arXiv. Новая метрика, разработанная учеными, позволяет определить звезды, обладавшие наиболее протяженной и стабильной зоной обитания за последние два миллиарда лет, которую они назвали «продолжительной зоной обитания).
По мере развития звезды ее обитаемая зона претерпевает значительные изменения. Так, молодое Солнце было на 30% слабее, что привело к тому, что обитаемая зона располагалась ближе к нему, и Венера находилась в ее пределах. В настоящее время на Венере наблюдаются слишком высокие температуры для существования воды. В дальнейшем, когда Солнце перейдет в стадию красного гиганта, обитаемая зона сместится дальше от звезды. Тогда в ней, скорее всего, окажутся Юпитер, Сатурн и их спутники, которые сегодня покрыты значительным слоем льда.
Согласно недавнему исследованию, наибольшие перспективы для поиска внеземной жизни представляют звезды, немного более молодые и массивные, чем Солнце – прохладные звезды спектрального класса F и более горячие звезды класса G. В списке НАСА, определяющем наиболее интересные объекты, пять звезд оказались сопоставимы по возрасту с нашим светилом. Заслуживает внимания тот факт, что только две из них были включены в первоначальный список целей.
Авторы работы отмечают, что определение «победа» по показателю «продолжительной обитаемой зоны» не гарантирует, что данная звезда будет наиболее интересной для будущих наблюдений. Скорее всего, ее обитаемая зона слишком слабо освещена, и для ее изучения потребуются значительно более длительные исследования. В связи с этим ученые рекомендуют рассматривать этот показатель как вспомогательный, а не как главный критерий при выборе объектов для изучения.