Светящаяся Подсказка в поисках инопланетной жизни

Астрономы говорят, что потенциальная жизнь на планетах вокруг пылающих звезд может найти творческий способ выжить.

Впечатление художника от планеты, вращающейся вокруг звезды Проксима Центавра ESO / M. Kornmesser

Чтобы его свет достиг нас, требуется более четырех лет, но Проксима Центавра-один из наших ближайших соседей. Звезда вращается в созвездии Центавра, видна в Южном полушарии, но сама слишком слаба, чтобы увидеть ее невооруженным глазом. Проксима не похожа на наше Солнце; она меньше, тусклее и прохладнее. Эти солнца склонны к частым вспышкам ультрафиолетового излучения, что может быть плохой новостью для планет, вращающихся слишком близко.

Некоторые ученые считают, что взрывы могут лишить целые атмосферы и вскипятить океаны. Но другие считают, что эти условия, какими бы свирепыми они ни были, действительно могут дать начало жизни.

Это надежда Лизы Кальтенеггер и Джека О’Мэлли-Джеймса, которые часто болтают о чужой жизни за кофе на работе—типичная офисная дискуссия для пары астрономов в Институте Карла Сагана в Корнельском университете. Потому что у Проксимы есть планета, может быть даже две. Известная планета, Проксима Центавра b, примерно такого же размера, как Земля, и может быть такой же скалистой, как и она. Он находится в той волшебной части Солнечной системы, обитаемой зоне, где условия не слишком холодные или слишком горячие, чтобы жидкая вода бурлила на поверхности.

Потенциальная жизнь на Проксиме b—на любых планетах вокруг других звезд-вероятно, не будет похожа на нашу планету, говорит Кальтенеггер, но земные существа-это единственные чертежи, которые у нас есть. Поэтому астрономы задались вопросом, Что происходит здесь, когда ультрафиолетовое излучение солнца проникает в формы жизни на Земле?

Они нашли ответ в море, в коралловых рифах, которые светятся в темноте.

По словам ученых, которые их изучают, кораллы на мелководье нашли способ защититься от худших солнечных лучей. Флуоресцентные пигменты беспозвоночных поглощают вредный ультрафиолетовый свет, преобразуют его, а затем испускают в виде безвредного видимого света. Мгновенное изменение длины волны света, от длинного до короткого, производит яркое шоу цветов, от розовых и пурпурных до зеленых и красных. (Этот процесс может защитить одноклеточные организмы, которые живут внутри коралла и поставляют пищу в обмен на убежище.)

«Если бы такая стратегия была полезна для жизни в другом мире, то очень вероятно, что другие формы жизни также развили бы такую биофлуоресцентную стратегию»,-говорит Кальтенеггер, директор Института Сагана. «Если бы мы с тобой эволюционировали в таком мире, то, наверное, тоже светились бы.»

Если бы такая жизнь существовала на планетах вокруг Проксимы Центавра, эти существа не могли бы погибнуть после мощной вспышки. Вместо этого они загорались. И, возможно, когда-нибудь, говорит Кальтенеггер, продвинутые телескопы смогут обнаружить это свечение, если оно есть.

За последние два десятилетия астрономы обнаружили тысячи экзопланет в галактике Млечный Путь, и большинство из них вращаются вокруг звезд размером с Землю, таких как Проксима Центавра, известных как M карликов. Некоторые, такие как Проксима Б, даже вращаются в обитаемой зоне своей звезды.

Методы, которые астрономы используют для поиска скрывающихся экзопланет, делают M карликов любимой мишенью. Их размер облегчает телескопам наблюдение слабого колебания в Звезде, признак того, что планета может быть на своем пути вокруг, и тусклость помогает телескопам различить блуждающую экзопланету против яркого света. И их так много: M карликов — самый многочисленный тип звезд в галактике. Наше Солнце окружено.

«Это немного странно, на самом деле, что мы на Земле вращаемся вокруг звезды, подобной Солнцу»,-говорит Лаура Крейдберг, астроном из Гарвардско-Смитсоновского центра астрофизики, который изучает атмосферу экзопланет (соблазнительная мысль для другого времени).

Но те же самые факторы, которые делают M карликов отличными кандидатами на экзопланеты, могут сделать звезды непригодными для поддержания жизни. Поскольку M карликов тусклее, чем звезды, подобные нашему Солнцу, планеты должны прижиматься гораздо ближе, чтобы согреться. Но чем уютнее эти миры со своими звездами, тем сильнее они ощущают воздействие ультрафиолетовых вспышек и ветров.

Такая близость позволяет предположить, что эти экзопланеты могут быть плотно закрыты, причем одна сторона постоянно обращена к звезде, а другая-в космос. Освещенная сторона может быть обжигающей и бесплодной, а затемненная-холодной и ледяной. Потенциальная атмосфера может быть вскипячена или заморожена. Крейдберг недавно сообщила о существовании планеты почти в 50 световых годах от нас с отсутствующей атмосферой, и она подозревает, что М-карлик, на орбите которого она вращается, несет ответственность. Она говорит, что другие планеты могли бы сохранить свою атмосферу, если бы, как на ранней Земле, у них были водяной пар и углекислый газ в их недрах, которые могли бы пробиться через поверхность и пополнить исчезающий океан. «Для каждой идеи о том, как избавиться от атмосферы на одной из этих планет, есть еще одна идея, как вы можете получить ее обратно», — говорит она.

Представьте себе, что астрономы нашли планету вокруг карлика M, которая сохраняла свою атмосферу достаточно долго, чтобы вода собиралась на ее поверхности. Кальтенеггер представляет себе мир, где флуоресцентные организмы кишат в мелком, прозрачном океане, завернутом в тонкую, тонкую атмосферу. Исследование Кальтенеггер и ее команды, опубликованное ранее в этом месяце, предполагает, что флуоресцентный сигнал будет легче обнаружить под преимущественно безоблачным небом. Внизу прозрачная вода кишела бы организмами, не обремененными ультрафиолетовым излучением—фактически, сформированными им. Перспектива этого чужого мира, говорит Кальтенеггер » » парадоксально делает высокоактивные вспыхивающие звезды хорошими местами для поиска.»

Другие астрономы, которые работают с экзопланетами, говорят, что идея светящихся инопланетных кораллов в других мирах интригует. Биофлуоресценция на Земле-которая исходит не только от морских существ, но и от растительности и других источников—слишком мала, чтобы ее можно было обнаружить с больших расстояний. «Для того, чтобы сигнатура была обнаружена, она должна быть относительно сильной—сильнее, чем это характерно для биофлуоресцентных форм жизни на Земле-и глобальной»,—говорит Йенс Хоймакерс, астроном из университетов Берна и Женевы в Швейцарии. «Даже тогда эту сигнатуру будет очень трудно обнаружить с помощью приборов, которые будут доступны астрономам в ближайшем будущем.»

Астрономы должны были бы исключить другие источники флуоресценции, в том числе неживые. «У нас есть флуоресцентные породы, которые делают для хорошей демонстрации флуоресценции из-за минералов, которые они содержат», — говорит Майкл Лац, биолог из Калифорнийского университета в Сан-Диего, который изучает биолюминесценцию, свечение, которое возникает в результате химических реакций, не связанных с радиационным воздействием. «И вы, вероятно, видели флуоресценцию волокон в одежде. Таким образом, биофлуоресценция не является единственным источником флуоресценции.»

Исследование кальтенеггера-еще одна запись в растущем списке потенциальных подписей, которые следует учитывать в поисках жизни за пределами Земли. Предложения варьируются от вдохновленных Землей (знакомые молекулы в атмосфере, свет от фотосинтетических растений) до научно-фантастических фантазий (гигантские структуры, которые собирают энергию от звезд, взрывные щиты, которые защищают цивилизации от смертоносных космических лучей).

За исключением неожиданного изобретения скорости деформации, люди никогда не посетят Проксиму Центавра b, где небо, если оно есть, было бы варевом из пурпурных и оранжевых цветов вместо нашего знакомого синего. Пройдут годы, прежде чем новое поколение телескопов, которые сейчас строятся, сможет поближе рассмотреть планету и другие скалистые миры вокруг пылающих звезд. Возможно, они могли бы обнаружить странное мягкое свечение от жизни, сформированной другой звездой, знак того, что у нас есть соседи, и что они оставили свет включенным.

https://www.theatlantic.com/science/archive/2019/08/alien-corals-exoplanet-stars/596854/

Ссылка на основную публикацию