Где и как искать внеземную жизнь? Астрономы обнаружили уже тысячи экзопланет и еще несколько тысяч кандидатов на этот статус. А что дальше? На что обратить внимание при поиске признаков внеземной жизни? На этот вопрос отвечает новое исследование ученых из Кембриджского университета, результаты которого были опубликованы в журнале Science Advances.
Не только расположение в обитаемой зоне, но и объем воздействующего на планету ультрафиолетового излучения со стороны ее родной звезды является ключевым индикатором, который укажет на возможность развития жизни, считают исследователи. В своей работе ученые провели анализ данных нескольких экзопланет и выделили целую группу кандидатов, потенциально подходящих для абиогенеза.
«Жизнь, которая нам известна, требует разнообразия молекулярных структур, выполняющих различные функции внутри клетки. Речь идет о ДНК, РНК, белках, клеточных мембранах, состоящих из элементарных компонентов (липидов, нуклеотидов и аминокислот). Вопрос о том, откуда и как появились эти компоненты долгое время оставался для нас загадкой. Однако результаты последних исследований наконец-то начали проливать свет на то, как эти компоненты могли возникнуть на поверхности молодой Земли», — объясняет астрофизик Пол Риммер из Кембриджского университета.
«Например, воздействие ультрафиолета на цианистый водород (синильную кислоту, химическое соединение широко присутствующее в природе) растворенный в воде с добавлением отрицательно заряженных ионов (анионов), например, бисульфитов, приводит к появлению моносахаридов».
При правильных условиях цианистый водород, содержащийся в избытке в протопланетных дисках, в сочетании с отрицательно заряженными ионами может создавать большие концентрации различных элементарных компонентов, необходимых для появления жизни. Однако, помимо этого, требуется достаточный объем ультрафиолетового излучения, поскольку в противном случае на выходе получится простое инертное вещество, говорят ученые.
В 2015 году в лабораторных условиях биофизики повторили сценарий возникновения жизни на Земле, воздействуя на химические вещества УФ-лампами. В результате эксперимента специалисты получили липиды, аминокислоты и нуклеотиды — важные компоненты живых клеток. Риммер и его команда использовали результаты исследования 2015 для своей работы.
«Для начала мы измерили количество излучаемых УФ-лампой фотонов. Затем увидели, что довольно быстро из цианида водорода образовались «кирпичики» для РНК», — говорит Пол Риммер.
Далее исследователи сравнили объемы УФ-излучения в лабораторных условиях с объемами УФ-излучения некоторых звезд. В ходе этой работы ученые пришли к выводу, что звезды приблизительно той же температуры, что и Солнце, излучают достаточное количество ультрафиолетового света для образования на поверхности экзопланет «кирпичиков» молекулы РНК.
Чем холоднее звезды, тем меньше они создают УФ-излучения, запускающего процесс абиогенеза. В то же время ученые отмечают, что если планета находится слишком близко к звезде, то вспышки, напоминающие солнечные, окажутся губительны для жизни. Кроме того, избыток высокоэнергичного излучения может разрушить важные для жизни молекулы. Так, слишком активные УФ-лучи ионизируют атмосферные газы, отрывая от них электроны. В результате планеты постепенно лишаются атмосферы. Чтобы этого не произошло, атмосфера таких космических тел должна быть полностью аналогична земной.
Объектами исследования стала группа звезд, обнаруженная телескопом «Кеплер». Для проверки исследователи выбирали только каменистые планеты (то есть размером не сильно больше нашей Земли), расположенные в так называемых обитаемых зонах своих звезд, где не слишком жарко и холодно для поддержания воды в жидкой форме на поверхности. Изучив данные, ученые пришли к выводу, что наиболее подходящими для поиска жизни экзопланетами являются планеты подобные Kepler-452b. Последняя расположена в созвездии Лебедь на расстоянии 1402 световых лет от Солнечной системы.