Наявність рідкої води – необхідна умова зародження життя. Під час пошуку позаземного життя – а отже, води – астрономи орієнтуються на світи, подібні до Землі. Проте наскільки виправданим є такий підхід? У роботі, опублікованій у виданні Nature, команда вчених показала, що океани рідкої води можуть існувати на планетах, які істотно відрізняються від нашої, протягом мільярдів років.
Одним з головних факторів, що роблять існування земних морів і океанів можливим, є атмосфера нашої планети. Завдяки парниковому ефектові вона вловлює рівно стільки тепла, скільки потрібно для підтримання води в рідкому вигляді.
Так було не завжди: первинна атмосфера Землі, як і в багатьох інших молодих планет, складалася переважно з водню та гелію. За земних умов молекули цих газів не створюють парникового ефекту, проте за достатнього тиску – тобто, у масивніших атмосферах – вони також можуть поглинати тепло.
Подібні воднево-гелієві атмосфери властиві деяким «суперземлям» – світам, масивнішим за Землю, але легшим за Уран. Для того, щоб первинна атмосфера не випарувалася під випромінюванням рідної зірки, такі планети мають знаходитися за декілька астрономічних одиниць від світила. У своєму дослідженні науковці хотіли перевірити, чи може за таких умов існувати рідка вода.
Для цього вони провели симуляцію еволюції планет протягом 8 мільярдів років, враховуючи їхній розмір, масу їхньої атмосфери та відстань до зірки. Виявилося, що в багатьох випадках умови, необхідні для існування рідкої води, зберігаються протягом 5 мільярдів років.
Ми виявили, що в багатьох випадках первинні атмосфери не витримували тепла зірки, особливо на тих планетах, що були ближчими до своїх світил. Однак у випадках, коли атмосфера залишалася, створювалися умови, що підтримують існування рідкої води.
Маріт Мол Лоус, головний автор статті
Окремо дослідники розглянули «планети-сироти» – світи без рідного світила.
У тих випадках, коли до поверхні планети надходить достатнього геотермального тепла, рідка вода може існувати й без випромінювання від зірки.
Равід Геллед, співавтор статті
Одним з основних результатів дослідження, на думку авторів, є розширення зони пошуку потенційно населених планет. Якщо висновки вчених правильні, то астрономам більше не доведеться обмежувати себе «зоною Золотовласки».
Рідка вода, швидше за все, є необхідною для зародження життя, і на Землі для цього знадобилося багато мільйонів років. Отримані результати можуть значно розширити горизонти пошуку позаземного життя. Згідно з нашим дослідженням, живі організми можуть виникати навіть на планетах-сиротах.
Крістоф Мордасіні, співавтор статті
Однак не все так просто, адже вода є необхідною, але аж ніяк не достатньою умовою для життя. Так, тиск на поверхні придатних для існування рідкої води планет з воднево-гелієвою атмосферою становить від 100 до 1000 барів (найстійкіші представники біосфери Землі живуть за тиску близько 500 барів); крім цього, до поверхні планети практично не доходитиме світло від її рідної зірки, що унеможливлює фотосинтез. Нарешті, ми не знаємо, як часто зустрічаються світи, що задовольняють поставленим умовам.
Навіть за правильних умов невідомо, наскільки ймовірною є поява життя в такому екзотичному середовищі. Це питання для астробіологів. З усім тим, у своїй роботі ми показали, що наше сконцентроване на Землі уявлення про придатні для життя планети може бути завузьким.