Климат некоторых планет-океанов оказался подходящим для жизни
Некоторые водные миры — экзопланеты, чья поверхность целиком покрыта океаном — могут быть потенциально пригодны для жизни, говорится в статье, опубликованной в журнале Astrophysical Journal. Несмотря на то, что на них не работает привычный для Земли геохимический цикл, они все равно могут поддерживать стабильный климат.
С появлением новых, более совершенных телескопов, астрономы открывают все больше планет, совсем не похожих на нашу. И несмотря на то, что обычно при поисках небесных тел, потенциально подходящих для существования живых организмов, ученые ищут аналоги Земли, исследователи не исключают существование жизни и на других типах планет.
Некоторые исследователи считают планету потенциально пригодной для зарождения жизни, если она может поддерживать существование жидкой воды на поверхности с температурой меньше 450 кельвинов в течение 10 миллионов лет — времени, достаточного для биологической макроэволюции. При таких условиях возможны два механизма: поддержание климата на планете благодаря геохимическим циклам и без него. По первому принципу работает наша планета (карбонатно-силикатный цикл). Циркулирующие в ее атмосфере газы попадают в породы, охлаждая Землю, а затем высвобождаются через вулканы, снова нагревая ее. Однако на планетах, где большая часть поверхности покрыта океаном, такое невозможно. Значит ли это, что на них не сможет зародиться жизнь?
Чтобы найти ответ на этот вопрос, астрономы Эдвин Кайт (Edwin Kite) из Чикагского университета и Эрик Форд (Eric Ford) из Университета штата Пенсильвания провели компьютерную симуляцию эволюции водных миров. Исследователи смотрели, насколько устойчивым будет климат на тысячах случайно сгенерированных планет, вращающихся вокруг звезд, похожих на Солнце, а потом определяли ключевые характеристики, которые позволяют небесному телу поддерживать подходящую для жизни температуру воды более миллиарда лет.
Анализ показал, что существует три важных параметра: изначальное количество воды на планете, соотношение атомов углерода и катионов и соотношение атомов углерода и водорода. Когда глубина океана возрастает, долгосрочная атмосферно-литосферная циркуляция переключается из активного в экзотический, «приглушенный» режим. Давление на дне океана подавляет плавление горных пород, и, как результат, атмосферно-литосферную циркуляцию, что позволяет поддерживать обитаемость планеты в независимом режиме. Кроме того, чтобы сохранять стабильный климат более миллиарда лет, необходимо, чтобы соотношение катионы / углерод было равно единице, так как избыток катионов «затягивает» углерод из атмосферы в океан, а миры с небольшим содержанием этого вещества в атмосфере не могут существовать долго. Углеродно-водородный баланс, в свою очередь, важен из-за того, что слишком большое количество атомов C ведет к накоплению углекислого газа в атмосфере и слишком высоким температурам. Если атомов углерода слишком мало, то вода не сможет существовать на планете более миллиарда лет.
«К нашему удивлению многие из миров оставались стабильными более миллиарда лет благодаря счастливому стечению обстоятельств. Мы предполагаем, что они составляют около 10 процентов от общего числа», — комментирует Кайт.
Несмотря на то, что исследование проводилось для планет, вращающихся вокруг солнцеподобных звезд, полученные результаты могут быть справедливы и для красных карликов, полагают астрономы.
В последние годы ученые ведут активные споры вокруг пригодности этого типа звезд для зарождения и поддержания жизни. Как показывают исследования, они часто переживают мощные вспышки, которые могут сделать ближайшие планеты «стерильными».
Кристина Уласович
Она оказалась в молекулярном облаке
Астрономы впервые достоверно обнаружили в молекулярном облаке Млечного Пути угольную кислоту. Это первая межзвездная молекула, содержащая три атома кислорода, и третья карбоновая кислота, обнаруженная на данный момент в космосе. Статья опубликована в The Astrophysical Journal. Карбоновые кислоты представляют собой разновидность сложных органических молекул, широко распространены в природе и считаются предшественниками многих важных для существования жизни пребиотических молекул, таких как аминокислоты и липиды. Однако к настоящему моменту в межзвездной среде были достоверно обнаружены лишь два таких соединения — муравьиная и уксусная кислоты. Группа астрономов во главе с Мигелем Санс-Ново (Miguel Sanz-Novo) из Испанского астробиологического центра сообщила, что впервые нашла в межзвездной среде угольную кислоту (HOCOOH). Эта молекула играет важную роль в различных биологических и геохимических процессах, ранее ее наличие предсказывалось для ледяных спутников планет-гигантов, а также Меркурия и Марса. Наблюдения велись за молекулярным облаком G+0.693—0.027, расположенным в направлении центра Млечного Пути, при помощи 40-метрового радиотелескопа Обсерватории Йебеса и 30-метрового радиотелескопа IRAM в период с марта 2021 по март 2022 года и с 1 по 18 февраля 2023 года. Исследователи обнаружили в облаке цис-транс конформер угольной кислоты со значением колонковой плотности 6,4×1012 молекул на квадратный сантиметр. Более стабильный цис-цис конформер угольной кислоты обнаружен не был, предполагается, что он может быть довольно многочисленным в межзвездном пространстве, хотя его практически невозможно обнаружить радиоастрономическими методами. Ученые считают, что угольная кислота способна образовываться в холодных плотных молекулярных облаках на поверхности ледяных пылинок, в ходе реакций между угарным газом и гидроксильным радикалом или в ходе облучения заряженными частицами смесей водяного и углекислотного льдов. Ранее мы рассказывали о том, как комету Виртанена уличили в перевыработке спирта при сближении с Солнцем.