Ученые нашли новый способ изучения экзопланет на наличие воды

Команда исследователей из разных стран, в том числе из Массачусетского технологического института (MIT) и Бирмингемского университета, открыла новый способ определить, являются ли экзопланеты обитаемыми или потенциально обитаемыми.

Исследование, опубликованное в четверг в журнале Nature Astronomy, показывает, что если в атмосфере планеты меньше углекислого газа, чем у ее соседей, это подразумевает наличие жидкой воды – определяющего фактора обитаемости.

Исследователи говорят, что это, вероятно, связано с тем, что углекислый газ растворяется в океане или «изолируется биомассой планетарного масштаба».

Ученые заявили, что обитаемость означает, может ли экзопланета удерживать жидкую воду на своей поверхности. Как и Земля, планета должна находиться на определенном расстоянии от своей звезды, в зоне, называемой «обитаемой зоной» или «зоной Златовласки».

«Планеты, слишком близкие к своей звезде, слишком горячие (например, Венера), слишком далекие — слишком холодные (например, Марс), тогда как планеты в «обитаемой зоне» — это самое подходящее место», — говорится в пресс-релизе, сопровождающем исследование.

По словам исследователей, до этого открытия не было практического способа определить обитаемость планеты, хотя другие ученые добились прогресса. В сообщении говорится, что предыдущий метод проверки наличия жидкой воды на экзопланетах включал поиск отражения или «блика» звездного света.

Однако исследователи добавили, что эту сигнатуру трудно обнаружить с помощью существующих в настоящее время технологий.

Амори Трио, профессор экзопланетологии Бирмингемского университета в Великобритании и соруководитель исследовательской группы, сказал, что этот новый метод можно использовать прямо сейчас.

«Измерить количество углекислого газа в атмосфере планеты довольно легко. Это потому, что CO2 является сильным поглотителем инфракрасного излучения, и это же свойство вызывает нынешний рост глобальной температуры здесь, на Земле.

Трио сказал, что ученые уже знают, что атмосфера Земли раньше состояла в основном из углекислого газа, пока он не растворился в океане, что позволило планете поддерживать жизнь. Он добавил, что изучение углекислого газа на других планетах может дать представление о том, в какой момент уровень углерода делает планету непригодной для жизни.

«Например, — сказал Трио, — Венера и Земля выглядят невероятно похожими, но в атмосфере Венеры очень высокий уровень углерода. Возможно, в прошлом был климатический переломный момент, который привел к тому, что Венера стала непригодной для жизни».

Жюльен де Вит, доцент кафедры планетарных наук Массачусетского технологического института и один из руководителей исследования, сказал, что новый метод также можно использовать в качестве биосигнатуры или доказательства биологического процесса.

«Одним из явных признаков потребления углерода биологией является выделение кислорода. Кислород может превращаться в озон, и оказывается, что у озона есть обнаруживаемая сигнатура рядом с CO2. Таким образом, наблюдение одновременно и углекислого газа, и озона может сообщить нам не только об обитаемости, но и о наличии жизни на этой планете», — сказал де Вит.

Он также подчеркнул важность возможности проверять уровень углекислого газа на экзопланетах с помощью современных телескопов.

«Несмотря на большие надежды, большинство наших коллег в конечном итоге пришли к выводу, что крупные телескопы, такие как JWST (космический телескоп Джеймса Уэбба), не смогут обнаружить жизнь на экзопланетах. Наша работа приносит новую надежду», — сказал де Вит.

«Используя признаки углекислого газа, мы не только можем сделать вывод о наличии жидкой воды на далекой планете, но также открывает путь к идентификации самой жизни».