В научном сообществе астробиологов уже много лет идёт спор о том, куда лучше направлять мощные телескопы в поисках внеземной жизни. Новую идею в этом вопросе предложил доктор Кристофер Доути из Университета Северной Аризоны. В своей работе, опубликованной в International Journal of Astrobiology (Международный журнал астробиологии), он рассматривает общее количество углерода, которое планета способна вовлечь в биологические процессы, как показатель уровня развития жизни на ней.
Обычно астробиологи оценивают шансы планеты на появление разумной жизни по возрасту её звезды. Логика простая: если звезда старше Солнца, то и её планеты, скорее всего, старше Земли, а значит, у них было больше времени на развитие сложных форм жизни. Однако не все планеты одинаковы, и даже на одной планете условия могут сильно различаться. Например, на Земле в тропиках, где тепло, влажно и много солнечного света, новые виды появляются гораздо быстрее, чем в холодных полярных областях.
Биологи называют это гипотезой скорости эволюции. Чем выше биологическая активность, тем больше популяции и поколений, а значит, и выше частота генетических мутаций, что ускоряет разнообразие жизни и повышает шансы на появление разума. Доути с коллегами пошли дальше и применили показатель чистой первичной продукции (NPP) — количество углерода, которое фотосинтезирующие организмы превращают в органику за год. По их мнению, NPP экзопланеты может служить приблизительным ориентиром того, сколько «жизней» было прожито на планете.
Обратившись к Земле, авторы приводят полезные ориентиры. В течение трёх миллиардов лет единственной жизнью на нашей планете были одноклеточные организмы в океанах, которые фиксировали углерод медленно. До кембрийского взрыва около 500 миллионов лет назад общее количество углерода, закреплённого в биологических системах Земли, составляло примерно 2,4×10^25 граммов. После кембрийского взрыва этот показатель резко вырос, и к моменту появления современных людей, что авторы считают важной вехой на пути к «разуму», объём углерода, захваченного биологическими процессами, достиг 9,4×10^25 граммов.
С этими ориентирами исследователи сравнили экзопланеты. Одним из кандидатов стала TRAPPIST-1e, но, по оценкам, сложная жизнь на ней была бы сильно ограничена. У этой планеты три основных минуса: она всегда повёрнута к своей звезде одной стороной, поэтому на второй половине фотосинтез невозможен; красный карлик в основном излучает в инфракрасном диапазоне, который плохо проникает в воду; а климатические модели указывают на слабые осадки, что ограничивает доступность воды. Всё это делает TRAPPIST-1e не самым лучшим кандидатом для высокоразвитой жизни.
Тем не менее среди 29 подтверждённых каменистых экзопланет нашлись две, попавшие в категорию «разумной» жизни по трёхзонной шкале (одноклеточная, многоклеточная и разумная). Лидером стал K2-3d, расположенный примерно в 143 световых годах от нас: он чуть больше Земли и заметно теплее, а его NPP в 1,74 раза превышает земной. Второй кандидат — GJ 1061c всего в 12 световых годах от нас: он получает примерно на 45% больше звёздной энергии, чем Земля, и его возраст около 7 миллиардов лет, что позволяет ему немного превосходить нашу планету по захвату углерода (1,03 от земного уровня). Авторы подчёркивают, что это не означает наличия развитых цивилизаций на этих планетах, и в самой методике есть допущения, например, вопрос о том, стоит ли исключать планеты с приливным захватом, и насколько постепенный показатель NPP отражает эволюционные этапы.
Тем не менее работа добавляет ещё один критерий для выбора целей будущих телескопов. Как минимум, этот подход может помочь в дискуссии о том, как выяснить, одиноки ли мы во Вселенной. Источник: Universe Today.