Поиск признаков внеземной жизни на планетах у других звезд может давать ошибочные результаты, если не учитывать характеристики излучения самой звезды. Об этом пишет Live Science. Ученые предупреждают, что химические сигналы в атмосфере экзопланеты не всегда можно правильно оценить без данных о ее светиле.
Астрономы открыли тысячи экзопланет, однако убедительных свидетельств существования жизни за пределами Земли пока не получили. Особый интерес представляют планеты у красных карликов — небольших и более холодных звезд, которые чаще всего встречаются в Млечном Пути. Во время прохождения такой планеты перед звездой она закрывает значительную часть ее света, поэтому исследовать саму планету и ее атмосферу проще.
К наиболее изучаемым потенциальным биомаркерам относятся метан, кислород и озон. На Земле их появление часто связано с биологическими процессами, но те же вещества способны формироваться в результате геологических, химических и атмосферных реакций. Ультрафиолетовое излучение красных карликов может разрушать молекулы и запускать новые реакции, из-за чего две похожие планеты у разных звезд будут обладать различным составом атмосферы.
Исследование, размещенное 19 августа на сервере препринтов arXiv, провела группа под руководством аспиранта Калифорнийского университета в Санта-Крузе С. Эвана Дэвиса. Ученые смоделировали землеподобные планеты у двух типов красных карликов возрастом от 650 миллионов до 5 миллиардов лет. В расчетах использовались атмосферы, похожие на земную в доиндустриальную эпоху с высоким содержанием кислорода, а также на атмосферу архейского эона, продолжавшегося примерно от 4 до 2,5 миллиарда лет назад, когда кислорода было мало.
Наиболее заметная разница проявилась в количестве метана. На планетах с доиндустриальной атмосферой у звезд возрастом 5 миллиардов лет его накапливалось до десяти раз больше, чем у аналогичных планет у звезд возрастом 650 миллионов лет, а сигнал метана был сильнее на 68%. Причиной стало более слабое ультрафиолетовое излучение старых звезд, позволявшее веществу дольше сохраняться.
С озоном результат оказался еще значительнее. В моделях архейских планет с низким содержанием кислорода и высоким уровнем углекислого газа более мощное излучение молодых красных карликов расщепляло больше молекул CO2, что запускало образование кислорода и озона без участия жизни; в некоторых случаях озона было более чем в 100 тысяч раз больше. Поэтому для надежной оценки биомаркеров астрономам необходимо изучать конкретные звезды, регулярно наблюдать их ультрафиолетовое излучение, уточнять возраст и учитывать дополнительные молекулы, включая угарный газ. «Первое убедительное открытие жизни на другой планете будет зависеть от понимания не только самой планеты, но и звезды, сформировавшей наблюдаемую нами атмосферу», — заявила астрофизик Аликс Фреклтон.