Оценена вероятность жизни в океанических мирах
Одним из мест поиска внеземной жизни во Вселенной могут быть гикеаны — гипотетические планеты с океанами жидкой воды под водородной атмосферой. Пока существование ни одной из таких экзопланет однозначно не подтверждено. Но на одном из основных кандидатов — K2-18b — «Джеймс Уэбб» недавно нашел углекислый газ, метан и, что самое захватывающее, диметилсульфид.
Наличие воды в жидкой фазе делает весьма вероятным зарождение жизни в этих загадочных океанических мирах. Ученые оценили эту вероятность в статье в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
«Поиск внеземной жизни — один из самых фундаментальных квестов в истории человечества. Важным достижением в этом направлении может быть возможность существования гикеанов, что увеличивает как число потенциально пригодных для жизни планет, так и вероятность обнаружения биосигнатур в их атмосферах», — сказано в ней.
В основу исследования легла метаболическая теория экологии, которая определяет способность жизни сохраняться и процветать в зависимости от температуры. Она применима к индивидуальной особи и может быть распространена на популяции в целом.
Известно, что при повышении температуры в пригодной для жизни среде биологическая активность возрастает до определенного момента. Авторы исследования оценили, сколько времени понадобилось бы земной одноклеточной жизни на возникновение на гикеанах и как на это повлияла бы температура поверхности океана.
Ученые сосредоточились на нескольких группах фитопланктона, широко распространенных на Земле и производящих газы, которые могут служить биосигнатурами, в том числе диметилсульфид: цианобактерии (сине-зеленые водоросли), Methanococccea (метаногены) и диатомовые водоросли, которые ежегодно вырабатывают до 50% кислорода Земли.
Расчеты показали, что даже незначительные колебания нагрева поверхности океана Земли по сравнению с температурой суши в эволюционных временных масштабах существенно меняют время возникновения и скорость эволюции простой жизни: повышение на 10 градусов вдвое ускоряет эволюцию, равно как и наоборот — охлаждение на 10° вдвое замедляет ее.
Основываясь на этих результатах, исследователи подсчитали, что в более теплом океане основные виды фитопланктона могут возникнуть через 1,28 миллиарда лет после зарождения жизни, а в более холодном даже через 4 миллиарда лет маловероятно появление эукариотов или способных к кислородному фотосинтезу микроорганизмов.
Вместе с тем разнообразие атмосферных условий на экзопланетах делает возможным более быстрое развитие жизни, чем на Земле, допустили ученые.
С другой стороны, оно же может и помешать: неясно, насколько стабильны водородные атмосферы, кроме того, они могут пропускать на поверхность губительную радиацию.
Океан K2-18b теплее, чем на Земле, и этой планете не менее 2,4 миллиарда лет. Значит, она должна иметь условия, необходимые для возникновения и поддержания одноклеточной жизни — и это подходящая цель для поиска биосигнатур.
