Новости / Внеземное / Установлены биосигнатуры атмосферы обитаемых экзопланет
27.04.2024
Установлены биосигнатуры атмосферы обитаемых экзопланет
Использование космических телескопов «Кеплер» и TESS позволило обнаруживать экзопланеты. С введением в эксплуатацию телескопа Джеймс Уэбб стало возможным определение их характеристик. Методика основана на анализе спектров излучения атмосфер. Исследования сосредоточены в основном на обнаружении биосигнатур.
При этом нет единого мнения относительно эталонных биосигнатур, которые следует искать. Сейчас в качестве шаблона используется земная жизнь. Однако ученые отмечают, что с эволюцией планеты она значительно изменилась.
На основе этого в новом исследовании ученые установили биосигнатуры, соответствующие ранней жизни на Земле, которые они предлагают использовать для анализа TRAPPIST-1e.
Данная система с красным карликом вызвала научный интерес в 2016 г. ввиду обнаружения в ней трех экзопланет. В следующем году было найдено еще 4 таких объекта. При этом нет однозначного мнения о возможностях существования жизни в системах звезд M-типа. Против этого выступают такие факторы, как изменчивость таких звезд, предполагающая резкие проявления активности, а также выделение ими недостаточного количества фотонов для фотосинтеза. В пользу присутствия жизни говорит наличие в таких системах множества каменистых планет.
К необходимым факторам для наличия жизни ученые также относят плотную атмосферу магнитные поля, механизмы теплопередачи.
Земля в архее имела атмосферу, состоящую преимущественно из углекислого газа, метана и вулканических газов. Жизнь была представлена анаэробными микроорганизмами. Многоклеточные организмы появились только в среднем протерозое (1,62 млрд. лет назад).
К тому же гипотеза Великого фильтра гласит, что при потенциальной распространенности жизни во Вселенной, ее развитые формы встречаются очень редко. Это обусловлено сложностью и длительностью эволюционного развития.
Таким образом, потенциально наиболее распространенными формами жизни вне Земли являются анаэробные микроорганизмы вроде земных архейских. Тогда требуется выделение соответствующих им биосигнатур.
Для решения этой задачи исследователи разработали модель, позволяющую учесть влияние ранних форм жизни на условия, подобные архейским. Эти процессы заключаются в создании океаническими микроорганизмами углеводов и метана на основе поглощенных молекул водорода и угарного газа. Исходя из этого был рассмотрен механизм газообмена между океаном и атмосферой. Он ведет к замещению водорода и окиси углерода метаном.
При этом ученые отметили, что архейские биосигнатуры предполагают наличие метана, углекислого газа и водяного пара и отсутствие угарного газа. Водяной пар является индикатором наличия воды, в то время как совместное существование метана и угарного газа возможно только в условиях поддержания неравновесного состояния организмами, т. к. без них произойдет переход в какую-то одну форму. К тому же считается, что угарный газ будет потребляться организмами.
При высокой концентрации этих газов в атмосфере они растворяются в океане для компенсации потребления организмами водорода и окиси углерода. С ростом содержания биогенного метана в океане он начнет поступать в атмосферу, участвуя в химических реакциях.
На основе этих закономерностей ученые вывели состав атмосферы, свидетельствующий о наличии жизни. Так, они считают, что для экзопланет систем красных карликов характерен угарный газ. Это обусловлено специфическим влиянием звезды, даже при учете его поглощения организмами. В остальном, биосигнатуры будут соответствовать архейской земной атмосфере – водяной пар и метан.
Путем моделирования ученые выяснили, что суперземли и мини-нептуны образуются в узких кольцах протопланетных дисков. Данная модель согласуется с наблюдениями за составом и распределением таких объектов в системах и рядом других теорий планетообразования. »»»
Ученые обнаружили третью экзопланету, испаряющуюся вследствие близости орбиты к звезде. Причем она является наиболее быстро разрушающейся из известных. Предполагается, что процесс займет 1-2 млн лет. Об его интенсивности свидетельствует наличие кометоподобного хвоста протяженностью около 9 млн км. »»»
На основе анализа данных по атмосфере Марса ученые выяснили, что в ее циркуляции значительную роль играют гравитационные волны. Так, с ними связано более 10% атмосферных колебаний температуры и плотности на высотах более 60 км. Это особо интенсивно проявляется в средней атмосфере на средних и высоких широтах. »»»
Путем моделирования ученые выяснили, что для приливно-заблокированных экзопланет особо значимы кометные удары. Это обусловлено большей вероятностью таких событий ввиду особенностей орбитального и динамического взаимодействий их со звездами и более выраженными последствиями в связи со спецификой атмосферной динамики. »»»
Путем определения числа взрывов сверхновых во Млечном пути ученые выявили соответствие этих событий вблизи Солнца с временными интервалами позднеордовикского и позднедевонского вымираний. Они объясняют эту связь возможным разрушением озонового слоя, инициацией кислотных дождей и климатическими изменениями. »»»
Ученые разработали новый метод измерения периода вращения Урана, основанный на анализе полярных сияний планеты. С его использованием был уточнен данный параметр. К тому же он открыл новые возможности для изучения магнитосферы планеты. »»»
На основе повторного анализа данных NASA Dawn по Весте с учетом новых методов ученые установили, что данный объект не имеет ядра, на наличие которого указывал первичный анализ. Они предположили, что это может быть связано с незавершенной дифференциацией или тем, что Веста является фрагментом протопланеты. »»»
На основе анализа данных миссии Chandrayaan-3 и моделирования ученые выяснили, что лед может формироваться на склонах от 14° высоких широт, обращенных от Солнца и к ближайшему полюсу. Это свидетельствует о более обширном потенциальном распространении льда на лунной поверхности, чем предполагалось. »»»