Согласно новому исследованию, некоторые экзопланеты в нашей галактике, возможно, сформировали континенты и породили жизнь на миллиарды лет раньше, чем это произошло на Земле. Это позволяет предположить возможность существования внеземных цивилизаций, которые могли бы значительно превосходить нас по уровню развития.
Большинство астробиологов считают, что для возникновения и существования жизни, подобной земной, на потенциально обитаемой планете необходимы конкретные условия. Прежде всего, требуется атмосфера и кислород, поскольку живым существам нужна защита от вредного излучения и среда для дыхания, а также наличие жидкой воды. Она обеспечивает транспортировку питательных веществ и кислорода к клеткам, содействует переработке пищи в энергию и способствует усвоению необходимых веществ.
Еще один значимый фактор, на который в последнее время обращают внимание некоторые исследователи, — это обширные территории суши. Хотя они и не являются обязательным условием: известно, что жизнь на Земле возникла в древнем океане и способна успешно развиваться в водной среде. Однако геологическая летопись нашей планеты демонстрирует, что для эволюции, развития и поддержания существования сложных организмов на протяжении длительных периодов времени необходимы континенты (по последним данным, эти микроорганизмы появились около 3,6–4 миллиардов лет назад. Их отсутствие, скорее всего, привело бы к иному развитию Земли.
Возможно ли существование в иных мирах скалистых планет, где континенты образовались значительно раньше, чем на Земле? Может ли это указывать на вероятность возникновения там более древней и развитой формы жизни?
Таким вопросом задались астроном Джейн Гривз и ее коллеги из Кардиффского университета (Великобритания). Ученые использовали данные космического телескопа Gaia («Используя концепцию «Гайя» и методы моделирования, исследователи стремятся выяснить, может ли подобный сценарий разворачиваться на удаленных экзопланетах.
В работе, опубликованной в журнале Записки Американського Астрономічного Товариства , по мнению ученых, это вполне вероятно. На основании проведенных исследований они пришли к выводу, что континенты, а возможно, и жизнь могли появиться на нескольких экзопланетах за четыре-пять миллиардов лет до их формирования на Земле.
На нашей планете континенты формируются во время движения литосферных плит, которые медленно «плавают» по поверхности мантии и сталкиваются друг с другом, погружаясь в глубинные слои Земли. Тепло, исходящее от ее ядра, заставляет мантийное вещество подниматься, образуя вертикальные потоки мантии, раздвигающие литосферные плиты. Также оно не дает мантии остыть, позволяя ей оставаться достаточно горячей, чтобы сохранять подвижность. Источники этого тепла — радиоактивные элементы, такие как уран-238, торий-232 и калий-40, которые находятся в ядре планеты и при распаде выделяют колоссальную энергию.
Большинство этих радиоактивных элементов образовалось в результате космических катастроф, например во время взрывов сверхновых или слияний нейтронных звезд. Следы этих элементов можно обнаружить в длинах волн электромагнитного излучения звезд.
Ривз и ее коллеги в своем исследовании опирались на данные о содержании урана-238 и калия-40, которые присутствуют в спектрах соседних звезд, а также на информацию об их возрасте, полученную с помощью космического телескопа оптического диапазона Gaia. Эти сведения требовались для определения времени, когда гипотетические каменистые планеты, обращающиеся вокруг каждой из звезд, могли достичь температуры, необходимой для начала тектонической активности, а также для создания моделей, учитывающих прочность и вязкость мантий этих планет.
Согласно результатам моделирования, формирование первых континентов на каменистых планетах вокруг звезд, подобных Солнцу, могло произойти на два миллиарда лет раньше начала тектонических процессов на Земле. В качестве иллюстрации ученые рассматривают экзопланеты, расположенные вблизи звезды HD 4614, на расстоянии 20 световых лет от Солнца.
Особое внимание исследователи уделили планетарным системам, в которых планеты вращаются вокруг двух звезд, сопоставимых по размеру с нашим Солнцем: HD 76932 и HD 201891. Эти звезды находятся на удалении от 70 до 110 световых лет от Земли, в области, которая получила название «толстый диск». По мнению астрономов, континенты на экзопланетах, вращающихся вокруг этих звезд, могли сформироваться на четыре-пять миллиардов лет раньше, чем на Земле.
Согласно результатам исследования, даже при анализе ограниченного числа звезд (29), ученые обнаружили, как минимум две планетные системы, содержащие скалистые планеты с биосферами, превосходящими земные.
Выводы, сделанные командой Гривз, могут быть подтверждены исключительно при помощи космического телескопа. Обсерватория сможет осуществить необходимые наблюдения Habitable Worlds Observatory NASA, запуск этого аппарата запланирован на 2040-е годы. Его задача — поиск признаков внеземной жизни в атмосферах планет, расположенных за пределами Солнечной системы.
Возраст экзопланет может значительно превышать возраст Земли. Например, объект PSR B1620−26 b (Экзопланета, получившая название Мафусаил, на сегодняшний день является самой старой из обнаруженных учеными. Она расположена в двойной звездной системе PSR B1620-26, в 12,5 тысячах световых лет от Солнца. Предполагаемый возраст этой экзопланеты достигает 12,7 миллиарда лет.