Как найти жизнь? Сравните планету с её соседями

С открытием тысяч экзопланет поиск жизни на них может стать вопросом времени. Однако доказать её наличие сложно. Традиционный подход — поиск молекулярных биомаркеров в атмосфере — осложняется тем, что многие молекулы, производимые жизнью на Земле, могут иметь и геологическое происхождение.

Новое исследование, размещённое на сервере препринтов arXiv, предлагает другой метод: сравнивать атмосферный состав потенциально обитаемой планеты с составом атмосфер других планет в той же звёздной системе.

Поскольку планеты формируются из одного протопланетного диска, их исходный состав схож. Учёные предлагают анализировать содержание атмосферного углерода. Углерод — ключевой элемент жизни, но он также может поглощаться водой и связываться в горных породах.

Основная идея: если экзопланета в обитаемой зоне имеет значительно меньше атмосферного углерода (например, CO2), чем похожие планеты в её системе, это может указывать на наличие океанов и, возможно, органической жизни.

Пример Солнечной системы: Венера и Марс, находящиеся в обитаемой зоне Солнца, имеют атмосферы, состоящие в основном из CO2. Атмосфера Земли, напротив, содержит лишь доли процента CO2, что резко выделяет её как потенциально обитаемый мир.

Практическое применение: В качестве теста команда рассмотрела систему TRAPPIST-1, где три из семи планет земного размера находятся в обитаемой зоне. Авторы подсчитали, что космический телескоп James Webb Space Telescope (JWST) сможет определить уровень CO2 в атмосферах этих планет примерно после десяти чётких транзитов. Обнаружение планеты с пониженным содержанием CO2 сделает её приоритетным кандидатом для дальнейшего изучения.

Важные оговорки:

  • Низкий уровень CO2 может быть ложноположительным признаком. Углерод могут поглощать горные породы, а на приливно заблокированных планетах (как в TRAPPIST-1) CO2 может вымерзать на ночной стороне.
  • Жизнь может существовать и без значительного снижения атмосферного углерода, поэтому его нормальный уровень не исключает возможности жизни.

Этот метод не даст окончательного доказательства, но поможет выявить наиболее перспективные для детального изучения миры, указав путь к возможному подтверждению внеземной жизни.