Некоторые планеты могут быть лучше для жизни, чем Земля

В исследовании, проведенном ученым из Вашингтонского государственного университета Дирком Шульце-Макухом, недавно опубликованным в журнале Astrobiology, подробно описываются характеристики потенциальных «сверхобитаемых» планет, включая те, которые старше, немного больше, немного теплее и, возможно, влажнее Земли. Жизнь также могла бы легче развиваться на планетах, которые вращаются вокруг более медленно меняющихся звезд с большей продолжительностью жизни, чем Солнце.

Все 24 главных претендента на получение статуса сверхобитаемых планет находятся на расстоянии более 100 световых лет от нас, но по словам Шульце-Макух, исследование может помочь сфокусировать будущие усилия по наблюдению, например, с космического телескопа Джеймса Веба НАСА, космической обсерватории LUVIOR и космического телескопа PLATO Европейского космического агентства.

«С появлением следующего поколения космических телескопов мы получим больше информации, поэтому важно выбрать некоторые цели», - сказал Шульце-Макух. «Мы должны сосредоточиться на определенных планетах, на которых есть наиболее многообещающие условия для сложной жизни. Но необходимо быть осторожными, чтобы не застрять в поисках второй Земли, потому что могут быть планеты, которые могут быть более подходящими для жизни, чем наша».

Для исследования Шульце-Макух, геобиолог, обладающий опытом в области обитаемости планет, объединился с астрономами Рене Хеллером из Института исследований Солнечной системы им. Макса Планка и Эдвардом Гинаном из Университета Вилланова, чтобы определить критерии сверхобитаемости и провести поиск среди 4500 известных экзопланет за пределами нашей Солнечной системы. Пригодность для жизни не означает, что на этих планетах определенно есть жизнь, это просто условия, способствующие жизни.

Исследователи выбрали планетно-звездные системы с вероятными планетами земной группы, вращающимися в пределах обитаемой зоны родительской звезды из архива экзопланет Кеплера.

Хотя Солнце - центр нашей Солнечной системы, у него относительно короткая продолжительность жизни - менее 10 миллиардов лет. Поскольку на появление на Земле какой-либо сложной формы жизни потребовалось почти 4 миллиарда лет, у многих звезд, похожих на Солнце, звезд G-класса, могло закончиться топливо, прежде чем развилась сложная жизнь.

Помимо изучения систем с более холодными звездами G-класса, исследователи также рассмотрели системы с карликовыми звездами класса К, которые несколько холоднее, менее массивны и менее ярки, в сравнении с Солнцем. K-звезды имеют преимущество в продолжительности жизни от 20 до 70 миллиардов лет. Это позволило бы планетам, вращающимся на орбите, стать старше, а также дало бы жизни больше времени для развития до той сложности, которая в настоящее время наблюдается на Земле. Но, чтобы быть обитаемыми, планеты не должны быть очень старыми, иначе они исчерпают геотермальное тепло и утратят защитные геомагнитные поля. Земле около 4,5 миллиардов лет, но исследователи утверждают, что оптимальным местом для жизни является планета, возраст которой составляет от 5 до 8 миллиардов лет.

Размер и масса тоже имеют значение. Планета, которая на 10% больше Земли, должна иметь более пригодную для жизни землю. Можно ожидать, что планета примерно в 1,5 раза больше массы Земли, дольше сохранит внутреннее нагревание за счет радиоактивного распада, а также будет иметь более сильную гравитацию, чтобы удерживать атмосферу в течение более длительного периода времени.

Вода - ключ к жизни, и авторы утверждают, что лучше, чтобы её было немного больше, особенно в виде облаков и влажности. Немного более высокая средняя температура поверхности, примерно на 5 градусов по Цельсию (или примерно на 8 градусов по Фаренгейту) выше, чем на Земле, вместе с дополнительной влажностью также будет лучше для жизни. Это предпочтение тепла и влаги наблюдается на Земле с большим биоразнообразием в тропических дождевых лесах, чем в более холодных и засушливых районах.

Среди 24 кандидатов на лучшую планету ни одна не соответствует всем критериям сверхобитаемых планет, но одна обладает четырьмя критическими характеристиками, что делает ее гораздо более комфортной для жизни, чем наша родная планета.

«Иногда трудно передать этот принцип сверхобитаемых планет, потому что мы думаем, что наша планета лучшая», - сказал Шульце-Макух. «У нас есть множество сложных и разнообразных форм жизни, и многие из них могут выжить в экстремальных условиях. Хорошо иметь адаптируемую жизнь, но это не значит, что у нас есть все самое лучшее».