Как известно, обитаемой зоной вокруг звезды считается область, где вода может существовать в жидком состоянии на поверхности планеты. Тем не менее, одной воды недостаточно, нужны и другие факторы, которые в комплексе и создают благоприятные условия для появления жизни. Команда ученых из НАСА уточнила эти условия, что привело к лучшему пониманию того, где искать.
После запуска космического телескопа «Кеплер» в 2009 году ученые сразу же стали искать экзопланеты. При помощи космической обсерватории астрономам удалось обнаружить тысячи таких объектов, что позволило подсчитать общее количество землеподобных планет в Млечном пути. Согласно расчетам их около 40 млрд, в основном они вращаются вокруг звезд, похожих на Солнце и вокруг красных карликов.
Поскольку мы знаем лишь земную жизнь, логично, что ученые посчитали наиболее вероятным появление жизни там, где есть условия, похожие на земные. А это означает присутствие жидкой воды и вообще подобие экзопланеты, которая может считаться условно пригодной для жизни, нашей собственной планете.
Но, конечно, идеально было бы обнаружить экзопланеты, где может возникнуть сложная жизнь, многоклеточные организмы. И здесь уже просто жидкой воды недостаточно. Необходимы и другие факторы, как и было указано выше. К примеру, слишком много углекислого или угарного газа означает невозможность появления сложной жизни в том виде, в котором мы ее знаем.
Эдвард Швитерман из НАСА вместе с коллегами пересмотрели условия, при которых определенную область в системе звезда-планеты можно назвать пригодной для жизни. Если учесть необходимость наличия не слишком высокой концентрации оксидов углерода, то обитаемая зона должна быть примерно на три четверти уже предыдущих вычислений. «Наше исследование серьезным образом повлияет на зону, где стоит искать индикаторы сложной жизни вне нашей Солнечной системы», — говорит специалист.
Совсем без углекислого газа обойтись нельзя — его должно быть достаточно для того, чтобы повышать температуру окружающей среды, достаточную для существования воды. Концентрация его, однако, может быть разной или меняться в ходе развития планеты — как это было с Землей. Но как бы там ни было, поближе к Солнцу концентрация углекислоты и угарного газа может быть не очень большой — и как раз в этом случае может возникнуть сложная многоклеточная жизнь.
А вот в середине или на внешнем краю обитаемой зоны, размер которой был просчитан ранее, концентрация этих газов для поддержания существования воды должна быть более высокой. И это уже не подходит для появления сложной жизни.
Стоит привести наглядный пример — планету Kepler-62f. Она часто упоминается как достойный кандидат для существования жизни. Эта планета в три раза тяжелее Земли, она находится от своей звезды примерно на таком же расстоянии, как Венера в нашей системе. Но поскольку звезда в той системе не слишком яркая, то количество излучения, которое достигает Kepler-62f, примерно равно тому количеству излучения, что получает Марс.
Да, если на Kepler-62f будет достаточно высокая концентрация углекислого газа, то парниковый эффект теоретически может привести к повышению температуры и к появлению воды. Но в этом случае углекислого газа должно быть в 1000 раз больше, чем на Земле в любой момент ее истории. А это не подходит для многоклеточных сложных организмов.
По мнению современных ученых, в прошлом Земли случались моменты, когда концентрация углекислого газа поднималась в разы. И эти моменты связывают с массовым вымиранием живых организмов. Специалисты считают, что толерантность организмов к углекислоте имеет свои пределы, и это нужно обязательно учитывать при поиске кандидатов на землеподобные планеты, где есть условия для жизни. Kepler-62f в итоге может и не быть таким уж хорошим вариантом, как считалось ранее.
Проблему для жизни также составляет и угарный газ. По мнению Швитермана и коллег, на планетах, которые вращаются вокруг относительно прохладных звезд угарного газа должно быть много, и это — негативный фактор, который снижает вероятность появления жизни на таких планетах.
В итоге астрономы пришли к выводу, что можно не ожидать проявления индикаторов существования жизни (и тем более, разумной жизни) на планетах, которые вращаются вокруг звезд класса М.
Вполне может быть, что команды специалистов, которые занимаются поиском внеземной жизни будут искать ее вокруг звезд, которые очень похожи на Солнце. Даже в этом случае кандидатов на роль потенциально обитаемых планет — сотни миллионов. Не миллиарды, как сейчас, но все же это тоже вполне значительное число.
Ref: arxiv.org/abs/1902.04720
vassabi
напомнило старый
— Через пять триллионов лет Солнце погаснет и жизнь на Земле прекратится.
— Простите, — переспрашивает один слушатель, — через сколько лет это произойдет?
— Через пять триллионов.
— Ну, слава Богу, а то мне послышалось «через пять миллионов»!
BkmzSpb
Но ведь речь идет все же о миллиардах лет. Вероятно, неудачный перевод с английского, где billion и million звучат ближе, чем миллиард и миллион в русском.
extempl
Кмк, в анекдоте главное слово не "послышалось", а то, что это вообще кого-либо волнует — всё-равно никто не доживёт. Но вот к текущему случаю это мало относится. Следующая найденная планета пригодная для жизни может быть как 100000-ная, так и 54-ая попытка.
red_andr
Напомню, что CO2 в атмосфере сейчас 0.04%. Соответственно на три порядка больше это аж 40%. И да, насчёт «в любой момент ее истории» это всё-таки не совсем верно. Первая и вторая атмосферы Земли до кислородной катастрофы были в основном из СО2, примерно как у современной Венеры.
sim31r
В легких еще больше, так как легкие не имеют проточной вентиляции и системы клапанов, вдыхаемый воздух смешивается с находящимся в легких и концентрация СО2 там на порядки выше. До 10%, настолько много, что СО2 в атмосфере можно игнорировать.
Просто уточнение на счет допустимых пределов CO2 в воздухе. Они намного шире.
mwambanatanga
P.S.: :-)
vlanko
на самом деле нужна абсолютная величина — типа давление углекислого газа.
red_andr
Да, верно, проценты так просто умножать нельзя. Увеличение на три порядка даст не 40%, а 30%, а на четыре — 80%.
eisaev
Землю -> Солнце?
eisaev
Boomburum Ждём с нетерпением «CTRL/CMD+Enter» на «боевом», иначе либо в личке автору объяснять где у него опечатка, либо отхватывать минусов в комментариях. Пока, к сожалению, проще игнорировать любую дичь в статье, чем указать на опечатку.
Boomburum
Уже вот прям завтра!
(если вдруг ветер в другую сторону не подует))
eisaev
Ура! Я и, судя по ++ предыдущего комментария, ещё больше дюжины человек надеемся на «попутный» ветер завтра.
PS +14 за комментарий и -2 кармы за него же. Не то чтобы я не знал, что так бывает, но теперь убедился в этой хаброаномалии на своей шкуре.
Boomburum
Готово :)
Habra_nik
А как они наличие магнитосферы учитывают? Без неё спектр принимаемого на поверхности излучения может оказаться совсем-таки жизни нашего типа не способствуущей.
DrPass
Никак, т.к. инструментов её обнаружить на подобных расстояниях, насколько я понимаю, пока нет. Но с другой стороны, можно достаточно достоверно предположить, что у планет землеподобного типа и сопоставимых или бОльших размеров она в подавляющем большинстве случаев есть.
vedenin1980
Почему? Ни у Венеры, ни у Марса магнитного поля нет, более того магнитное поле Земли сильнее, чем магнитные поля почти всех планет-гигантов (кроме Юпитера). Вроде считается, что без наличия настолько большого спутника, как Луна, динамо-машина в центре Земли быстро остановилась бы. А система Луна-Земля это практически двойная планета, что вероятно встречается реже одинарных планет (это видно даже на примере планет и карликовых планет Солнечной системы, одинарных куда больше).
DrPass
Венера и Марс имеют существенные отличия. Марс — он, во-первых, намного меньше Земли, и остывает быстрее, во-вторых, имеет следы сильнейшего ударного воздействия, повредившего его «динамо». С Венерой всё проще. Она вокруг своей оси очень медленно. Поэтому также логично, что и магнитное поле у неё слабее. Хотя и то, у неё оно вполне себе осязаемое.
vedenin1980
Тем не менее, вы не указали пруфов вашего мнения, что в большенстве случаев у планет Земного типа магнитное поле есть. Точнее важнно не само наличие поля (а очень слабое есть практически у любой планеты), а достаточная мощность для защиты от солнечного и космического излучения.
5-10% от магнитного поля Земли это практически тоже самое что нет, для защиты жизни от радиации или сдува атмосферы по сценарию Марса. Так-то просто залежи магнитов и т.п. тоже какое-нибудь магнитное поле планете создадут, просто с практической точки зрения слишком слабое поле равносильно его отсутствию.
ddidwyll
Мне наиболее вероятным кажется разнообразие форм жизни (в т. ч. и разумной) большим чем мы можем себе представить.
Andronas
Углеродный шовинизм в этой статье. Ведь мы знаем только углеродные формы жизни но это не значит что такие формы единственные.
Ekaterina_T Автор
Конечно. Но ученые исходят из фактической базы, а не предполагаемой. Предположим, существует электрическая жизнь (разумные электромагнитные поля). Как их искать? То же можно сказать о фторо-кремниевых существах. Какие условия будут оптимальными, какие индикаторы присутствия такой жизни можно назвать?
jrthwk
>Как их искать?
Очевидно же что ключи надо искать под фонарем — там светлее…
SwingoPingo
В данном то случае задача найти любые похожие на наши ключи хотя бы под освещенным фонарем). Ключи то ведь тоже разные: металлические, электронные, шифрования…
Lexxnech
Это уже даже не углеродный шовинизм, это хуже. Текущая концентрация CO2 на Земле не может быть названа «необходимым условием для жизни» хотя бы потому, что она является следствием жизнедеятельности земной жизни. И текущее количество кислорода (которое как раз почти на 3 порядка превышающее количество углекислого газа) было выработано в процессе перегона огромного количества CO2 и воды в органику. Причем поначалу кислород не накапливался в атмосфере, а около миллиарда лет шел на окисление всего, что окисляется. Но даже текущие объемы, при условии среднего соотношения углерод/водород в органике 1:2.5, соответствуют начальному содержанию CO2 в ~325 раз выше текущего.
Так что претензия, что слишком большое количество CO2 изначально присутствующее в атмосфере препятствует жизни, основывающееся на том, что сложные современные организмы его не переносят, немного странно. На Земле эти организмы появились после того, как простые организмы удалили почти весь CO2 из атмосферы. И при этом, ничто не мешало им переработать бОльшие объемы, для этого нужны только вода и солнечный свет, чего на Земле еще в избытке.
С таким же успехом можно назвать быстрый интернет необходимым условием возникновения цивилизации.
FirExpl
Так они хотят найти планеты на которых УЖЕ есть сложная жизнь, а не «когда-нибудь потом она может тут возникнуть». Для второй категории есть текущее определение «обитаемой зоны».
Lexxnech
Проблема в том, что когда речь о возникновении жизни, важны начальные условия, а не текущие. И если бы на Земле не возникла бы жизнь, сейчас на Земле концентрация CO2 была бы на 2,5 или более порядков выше, чем текущая.
Авторы статьи же не проводили исследования атмосфер реальных экзопланет, а оценивали вероятность возникновения жизни на основе теоретических моделей. Если же применить эту же модель к Земле, то получится, что на Земле не может быть сложной жизни.
oracle_and_delphi
Концентрация CO2 не может превышать 100%.
Lexxnech
Да, my bad, ошибся на порядок. Было не менее 13% от атмосферы, в ~32,5 раза выше, чем сейчас. Хотя если учесть максимальное историческое содержание, то начальная концентрация CO2 была не меньше 21,6%, в 54 раза выше текущей. Это если пренебречь окислением, только текущее содержание кислорода.Нет, ничего я не ошибся, Вы меня запутали. Содержание CO2 сейчас ~0,04% Начальное содержание не могло быть ниже 13%. Это в 325 раз выше. Если брать максимальное содержание кислорода в 35%, то это соответствует начальному содержанию, превышающему текущее более чем в 500 раз.
Хотя в принципе, количество CO2 в атмосфере могло быть и выше, чем вся текущая атмосфера, поскольку компоненты выводились из атмосферы (кислород связывался образуя твердые вещества, органика откладывалась под землей).
FirExpl
Я вам про поиск уже возникшей, многоклеточной жизни, а вы мне про условия для возникновения экстремофилов.
Приведу цитату из статьи:
Т.е. люди добавили критерий для поиска планет, на которых может быть сложная многоклеточная жизнь в том виде который мы знаем. Так что вы пытаетесь доказать?
Lexxnech
Понимаете, проблема в том, что это не экстремофилы. Это мы — экстремофилы, потому что для свежезарожденной жизни, такой окислитель как кислород — сильнейший яд. Почитайте про кислородную катастрофу, про эволюцию Земной атмосферы.
В данном контексте эта цитата — бессмысленный креационизм. Многоклеточная сложная жизнь не возникнет из пустоты. Она возникнет из простой жизни, как и на Земле. А простая жизнь без проблем решит проблемы избытка CO2, как и на Земле. Если на планете миллиарды лет назад не было простой жизни, способной удалить лишний CO2, то на ней не было простой жизни, из которой возникла сложная.
Люди не добавили критерий поиска. Они добавили зависящий от жизни параметр в качестве независимого. Понимаете, по их моделям Земля лежит вне обитаемой зоны, поскольку до появления жизни концентрация CO2 на Земле была слишком высока. Пригодная для сложной жизни атмосфера это не «условие для сложной жизни» а наоборот — биомаркер, свидетельствующий о ее вероятном наличии. Но нет смысла оценивать количество CO2, наши методы слишком грубы для этого, гораздо проще будет искать наличие «нетипичных» веществ, вроде свободного кислорода, фтора или хотя бы метана.
DrPass
Это не совсем шовинизм, а скорее, отбрасывание ненужных сущностей. Мы не только знаем углеродные формы жизни, но ещё мы знаем, что поиски химической базы для существования иных форм жизни велись и ведутся, и результаты скорее отрицательны. Есть иные элементы, которые способны образовывать сложные цепочки подобно углеродным органическим молекулам, но не найдено ни одного такого элемента кроме углерода, для которого есть полный набор необходимых компонент — соединения, которые могут запасать энергию, растворитель, в котором могут происходить химические реакции с подобными соединениями и т.д.
ua30
Если гипотетически существуют миллиарды/миллионы планет, пригодных для такой формы жизни, то гипотетически существуют и миллиарды/миллионы других форм жизней. Глупо считать, что мы — единственные во Вселенной. Равно как и то, что принципиально других форм жизни не может быть.
Конечно, что проще найти планету, пригодную для известной нам формы жизни, чем «поди туда-не знаю куда, принеси то-не знаю что» — вот с этим действительно не поспоришь.
HappyLynx
Вопрос не в возможно/невозможно, а в вероятности. И вероятность существования жизни не на углеродной основе намного меньше вероятности существования углеродной по двум объективным взаимосвязанным причинам:
1. Химия — как уже пояснил комментатор выше, углерод является одним из элементов, образующих наибольшее количество сложных химических соединений. Мы, конечно, можем искать жизнь, скажем, на основе аргона, вот только химия нам очень толсто намекает, что затея это бесперспективная.
2. Физика и космология — из всех веществ, образующих большое количество сложных соединений, углерод наиболее распространен во Вселенной.
Т.е. шовинизм здесь не идеологический от близорукости и тяги к привычному, а объективно научно обоснованный. Вот и ищем наиболее вероятно существующие формы жизни. Когда найдем и начнем находить пачками, можно будет и экзотику поискать.
ua30
Вероятности того, что человечество сможет найти их. А не их существования. Я с этим и не спорил — последний абзац.
DrPass
Так никто такого и не утверждает. Мы же и говорим про то, как искать внеземную жизнь. И вполне логично, что искать следует по тем критериям, которые известны нашей науке, а не следы присутствия разумных плазмоидов в фотосфере двойных звёзд.
extempl
Вопрос приоритетов. Люди хотят не найти жизнь, а найти жизнь как можно раньше. Вопрос не что искать в принципе — а с чего начинать поиски.
trapwalker
И конечно же поиски ведутся «под фонарём»,. поскольку где-то еще искать ещё труднее.
Ну как в том анекдоте.
porn
У Михаила Никитина есть интересные
SadOcean
Но зато это значит, что это единственное, на что мы твердо можем рассчитывать, а значит — хорошо знаем, по каким признакам искать.
Я думаю, НАСА не против других форм жизни и с удовольствием поучаствовала в их открытии, но давать рекомендации имеет смысл только по тем вопросам, в которых уверен.
gaidukav
Вопрос в другом — сможем ли мы («углеродные хомо сапиенсы» и наша «углеродная еда») сосуществовать с уже живущими на планете — «Ыкс» не углеродными существами/растениями?
Стоит ли рассматривать такую планету как претендента на заселение?
mistergrim
Претендентов на заселение гораздо больше, чем обитаемых планет. Ведь очевидно же, что не на каждой подходящей планете разовьётся жизнь.
Andrey_Dolg
Хах… «пригодных для жизни» только подобной формам жизни на нашей планете. Весь заголовок вообщем-то довольно громкое утверждение, для цивилизации живущей на одной планете.
fivehouse
Ekaterina_T Автор
Действительно, это общеизвестный факт. Но есть и другие моменты.
rigu
Такое ощущение что про экстремофилы совсем забыли. Вроде как расширяют зону поиска вполне фактически.
AlexSpirit
Только при условии, что экстремофилы могут быть первичной жизнью, а не результатом эволюции живых организмов, которым потребовалось пару миллиардов лет в тепличных условиях для достижения необходимой сложности.
Хотя факт, что именно археи, из-за своего примитивного строения, самые устойчивые к внешним факторам организмы.
oracle_and_delphi
На Земле изначально свободного кислорода не было, а были углекислый газ и аммиак. Из чего следует, что первые живые организмы — были экстремофилами по отсутствию кислорода и наличию в атмосфере ядовитого аммиака.
Polaris99
Я не думаю, что первые организмы имели большой контакт с атмосферой.
oracle_and_delphi
Содержимое атмосферы — прекрасно растворяется и присутствует в воде, в том числе и углекислый газ.
Polaris99
На больших глубинах тоже?
FirExpl
Найти экстремофилов было бы наверно тоже хорошо, но многоклеточные организмы таки поинтереснее будут.
oracle_and_delphi
На Марсе была вода и текли реки.
whitemonkey
Это могли быть селевые потоки, но достаточно густые. Вода возможно «Текла» не в той красивой форме, как хотелось бы.
rjhdby
Может глупость скажу, но вот рыбы вообще «водой дышат» и нормально себя чувствуют, а люди, почему-то, захлебываются. Это я к тому, что эволюция как нибудь сама разберется какие органы дыхания отращивать под конкретную дыхательную смесь.
AlexSpirit
Я так понимаю наличие кислородной атмосферы у планеты это практически 100% вероятность того, что на ней есть углеродная жизнь?
oracle_and_delphi
Потому что кислород вырабатывается растениями, и геологических процессов сопровождающихся выделением кислорода не известно.
AN3333
Это на Земле не известно. А какие там геологические процессы на планетах при звездах с большим содержанием кислорода кто знает.
Кстати, кислород вырабатывается как отход. Странно предполагать что сие будет и у другой жизни.
black_semargl
Вообще говоря, известно — образование железного ядра планеты с «вытеснением» кислорода из оксида железа.
Другое дело, что на Земле он до поверхности не доходит, расходуется на окисляющиеся вещества в коре.
Ну и изначальное соотношение может быть разным.
AN3333
Кто нибудь понял почему высокая концентрация углекислого газа не подходит для появления сложной жизни?
oracle_and_delphi
Потому что эти «эксперты» не знакомы с происхождением жизни на Земле, и не знают, что жизнь на Земле возникла при обилии углекислого газа и отсутствии свободного кислорода.
AN3333
Это понятно. Не понятно почему ОНИ считают что не подходит. Ядовит что ли?
black_semargl
Просто потому что «толерантность организмов к углекислоте имеет свои пределы». Не объясняя механизм.
Хотя на самом деле есть другой момент — многоклеточная жизнь может возникнуть только на базе кислородного дыхания, а исчезновение толстой углекислотной атмосферы приведёт к пропаданию парникового эффекта и глобальному оледенению.
flx0
Кислород — не единственный сильный окислитель. Он очень распространенный и удобный. Но в других условиях это может быть, например, сера. Или хлор. Или фтор.
Polaris99
Сера в воздухе? Фтор с хлором редки.
AN3333
На сере множество земных организмов живут.
А уж какое отношение многоклеточности и кислорода это уже чистые домыслы.
oracle_and_delphi
В том числе и многоклеточные, а не только одни бактерии.
Polaris99
Но не парах серы в атмосфере.
black_semargl
Отношение простое — клеткам нужен углерод, они его берут из СО2 а кислород выкидывают наружу.
Отсюда имеем кислородную атмосферу.
В многоклеточном организме внутренним клеткам нужно питаться — однокомпонентная пища просто не дойдёт, её сожрут клетки внешнего слоя.
poison85
Просто сейчас модно считать углекислый газ «плохим». Глобальное потепление как никак. Хотя я лично сомневаюсь в решающей роли углекислого газа в потеплении, когда в атмосфере в разы больше водяного пара тоже парникового газа.
Polaris99
То есть, всегда виноват углекислый газ и он является единственным параметром? Странно, а мне казалось, что дело еще и в концентрации кислорода, если речь, конечно, о крупнейших вымираниях. Видимо, кислород может связываться исключительно углекислым газом. Какие-то досужие домыслы, а не статья.
ramyalexis
В части условий «жизнь и подходящие для этого планеты» мне понравилась статья недавняя статья habr.com/ru/post/439462
WeSKeRuS
Говорят, что смотря на звезды мы смотрим в прошлое. Логично, свету нужно время. А вот анализ разных планет и других объектов проводится с такой же задержкой? Ведь тот же Kepler-62f на расстоянии 1200 с.л. и может это не самое большое расстояние, но если подумать где наша цивилизация была 1000 лет назад становиться довольно интересно.
muhaa
Свет, излученный историей земли все еще летит в космосе. Например, удаленная на 1000 св. лет от нас цивилизация может построить на каких-нибудь нано-роботах телескоп размером с солнечную систему, отснять историю земли с разрешением как в Google Eath и послать нам самые интересные фотки по радио. В итоге, получив эти фотки сегодня, мы смогли бы увидеть землю на момент начала нашей эры, как будто это машина времени.
PwrUsr
Вся проблемма в расстояниях… нашей излучающей (радио и т.п.) цивилизации примерно 100 лет… нас просто не видно с расстояния больше 100 св.лет. (а мл.путь на секунду в диаметре говорят в 1000 раз больше… это как сравнить 1 миллиметр с метром)