Новый анализ известных экзопланет показал, что земные условия на потенциально пригодных для жизни планетах могут быть гораздо более редкими, чем считалось ранее. Работа сосредоточена на условиях, необходимых для развития фотосинтеза на основе кислорода на планете, что позволит создать сложные биосферы того типа, который есть на Земле. Исследование было недавно опубликовано в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Число подтвержденных планет в нашей галактике Млечный Путь теперь исчисляется тысячами. Однако планеты, похожие на Землю и находящиеся в обитаемой зоне — области вокруг звезды, где температура как раз подходит для существования жидкой воды на поверхности — встречаются гораздо реже.
На данный момент известно лишь несколько таких каменистых и потенциально пригодных для жизни экзопланет. Однако новое исследование показывает, что ни у одного из них нет теоретических условий для поддержания земной биосферы с помощью "кислородного" фотосинтеза — механизма, который растения на Земле используют для преобразования света и углекислого газа в кислород и питательные вещества.
Только одна из этих планет приближается к получению звездного излучения, необходимого для поддержания жизни большой биосферы: Кеплер-442b, скалистая планета, примерно в два раза превышающая массу Земли, вращается вокруг умеренно горячей звезды на расстоянии около 1200 световых лет от нас.
В исследовании подробно изучалось, сколько энергии получает планета от своей звезды-хозяина, и смогут ли живые организмы эффективно производить питательные вещества и молекулярный кислород, оба необходимые элементы для сложной жизни, какой мы ее знаем, посредством нормального кислородного фотосинтеза.
Вычислив количество фотосинтетически активного излучения (ФАР), которое планета получает от своей звезды, команда обнаружила, что звезды с температурой примерно в половину температуры нашего Солнца не могут поддерживать земные биосферы, потому что они не обеспечивают достаточно энергии в правильном диапазоне длин волн. Кислородный фотосинтез все еще возможен, но такие планеты не могут поддерживать богатую биосферу.
Планеты вокруг еще более холодных звезд, известных как красные карлики, которые тлеют примерно при одной трети температуры нашего Солнца, не могут получать достаточно энергии, чтобы даже активировать фотосинтез. Звезды, которые горячее нашего Солнца, намного ярче и излучают в десять раз больше излучения в диапазоне, необходимом для эффективного фотосинтеза, чем красные карлики, однако, как правило, они не живут достаточно долго, чтобы сложная жизнь могла развиться.
Поскольку красные карлики являются наиболее распространенным типом звезд в нашей галактике, этот результат указывает на то, что земные условия на других планетах могут быть гораздо менее распространенными, чем мы могли бы надеяться. Это исследование накладывает серьезные ограничения на пространство параметров для сложной жизни, поэтому, к сожалению, кажется, что вероятность появления "идеальных" миров крайне мала.
Будущие миссии, будут обладать достаточной чувствительностью, чтобы взглянуть на далекие миры вокруг других звезд и пролить новый свет на то, что на самом деле нужно, чтобы планета содержала жизнь, какой мы ее знаем.
