С тех пор, как космический телескоп Кеплера был запущен в космос, число известных планет за пределами нашей Солнечной системы выросло экспоненциально.
В настоящее время подтверждено 3917 планет в 2918 звездных системах, в то время как 368 ожидают подтверждения. Из них около 50 орбит в пределах их околозвездной обитаемой зоны. Ее называют «зона златовласки» - расстояние, на котором жидкая вода может существовать на поверхности планет.
Согласно новому исследованию под названием «ограниченная обитаемая зона для сложной жизни», обитаемые зоны могут быть намного уже, чем первоначально предполагалось. Эти находки могут оказать кардинальное влияние на количество планет, которые ученые считают потенциально пригодными для жизни.
Согласно предыдущим оценкам, основанным на данных Кеплера, ученые пришли к выводу, что только в галактике Млечный Путь, вероятно, будет 40 миллиардов планет, похожих на Землю, из которых 11 миллиардов, вероятно, будут вращаться как звезды нашего Солнца (т. е. желтые карлики G-типа). Другие исследования показали, что это число может достигать 60 миллиардов или даже 100 миллиардов, в зависимости от параметров, которые мы используем для определения обитаемых зон.
Эти результаты, безусловно, обнадеживают, поскольку они предполагают, что Млечный Путь полон жизни. К сожалению, недавние исследования внеземных планет поставили под сомнение эти предыдущие оценки.
Кроме того, исследования эволюции жизни на Земле показали, что одна только вода не гарантирует жизнь, как, впрочем, и наличие кислорода. Для жизни еще необходимы два основных компонента - углекислый газ и окись углерода.
По словам специалистов, вычислить протяженность обитаемой зоны нелегко. Помимо расстояния до звезды, температура поверхности планеты зависит от различных механизмов обратной связи в атмосфере, таких как парниковый эффект. Кроме того, общепринятое определение обитаемой зоны предполагает существование «земных» условий.
Это означает, что атмосфера богата азотом, кислородом, углекислым газом и водой и стабилизирована тем же геохимическим циклом карбонат-силикат, который существует на Земле.
Планета Kepler-62f вращается вокруг своей звезды примерно на том же расстоянии, что и Венера от Солнца, но нижняя масса звезды означает, что она находится на внешней границе обитаемой зоны. Она была открыта в 2013 году, эта планета считалась хорошим кандидатом на внеземную жизнь, предполагая наличие достаточного парникового эффекта. По подсчетам ученых для этого потребуется в 1000 раз больше углекислого газа, чем существовало на Земле, когда впервые появились сложные формы жизни.
Однако такое количество углекислого газа было бы токсичным для большинства сложных форм жизни здесь, на Земле. В результате Kepler-62f оказался неподходящим кандидатом на жизнь, даже если бы он был достаточно теплым, чтобы иметь жидкую воду. Ученые пришли к выводу, что обитаемая зона для сложной жизни должна быть значительно уже – четверть того, что было ранее оценено.
В 2019 году были проведены исследования, которые показывают, что красные карликовые звездные системы могут не иметь необходимого сырья для формирования жизни, и что красные карликовые звезды могут не обеспечить достаточное количество фотонов для фотосинтеза.
Все это сводится к тому, что жизнь в нашей галактике может быть реже, чем считалось ранее. Но, конечно, знание с какой-либо определенностью пределов обитаемости потребует дополнительных исследований. К счастью, нам не придется долго ждать, чтобы это выяснить, так как в ближайшее десятилетие начнут работать несколько телескопов следующего поколения.
Это позволит проводить более подробные исследования и характеристики экзопланет, что даст лучшее представление о том, насколько вероятна жизнь.
