Ученые открыли новый тип годных для жизни горячих экзопланет

Астрономы определили новый тип экзопланет, сильно отличающихся от Земли, но способных поддерживать жизнь, сообщает phys.org. Это может значительно ускорить поиск жизни за пределами нашей Солнечной системы.

В поисках жизни за пределами Земли ученые обычно искали планеты, похожие по размеру, массе, температуре и составу атмосферы на Землю. Однако астрономы из Кембриджского университета считают, что существуют более многообещающие возможности.

Исследователи определили новый класс обитаемых планет, получивших название «гайсианские» планеты. Это горячие, покрытые океанами планеты с богатой водородом атмосферой, которые во вселенной более многочисленны и наблюдаемы, чем землеподобные планеты.

Результаты опубликованы в Астрофизическом журнале. Они могут означать, что обнаружение биосигналов жизни за пределами нашей Солнечной системы в течение следующих двух или трех лет является реальной возможностью.

«Планеты Гайса открывают совершенно новый путь в наших поисках жизни в других местах», — сказал руководитель исследования доктор Никку Мадхусудхан из Кембриджского института астрономии.

Многие из основных кандидатов, выявленных исследователями, больше и горячее, чем Земля, но все же обладают характеристиками, необходимыми для размещения больших океанов, которые могли бы поддерживать микробную жизнь, подобную той, которая встречается в некоторых из самых экстремальных водных сред Земли.

Эти планеты также допускают гораздо более широкую обитаемую зону, или «зону Златовласки», по сравнению с планетами, подобными Земле. Это означает, что они все еще могут поддерживать жизнь, даже если они находятся за пределами диапазона, где должна была бы находиться планета, подобная Земле, чтобы быть пригодной для жизни.

Тысячи планет за пределами нашей Солнечной системы были открыты с тех пор, как почти 30 лет назад была идентифицирована первая экзопланета. Подавляющее большинство из них — планеты размером между Землей и Нептуном, и их часто называют «суперземлями» или «мини-Нептунами»: они могут быть преимущественно скалистыми или ледяными гигантами с богатой водородом атмосферой или чем-то средним.

 

Большинство мини-Нептунов более чем в 1,6 раза больше Земли: меньше Нептуна, но слишком велики, чтобы иметь скалистые недра, подобные Земле. Более ранние исследования таких планет показали, что давление и температура под их богатыми водородом атмосферами были бы слишком высокими для поддержания жизни.

Однако недавнее исследование мини-Нептуна K2−18b, проведенное командой Мадхусудхана, показало, что в определенных условиях эти планеты могут поддерживать жизнь. Результат привел к детальному исследованию всего спектра планетных и звездных свойств, для которых возможны эти условия, какие известные экзопланеты могут удовлетворять этим условиям, и могут ли их биосигналы быть наблюдаемыми.

Исследование привело исследователей к выявлению нового класса планет, планет Гийсиана, с массивными океанами по всей планете под богатыми водородом атмосферами. Планеты Гайсиана могут быть в 2,6 раза больше Земли и иметь температуру атмосферы почти до 200 градусов Цельсия, но их океанические условия могут быть аналогичны тем, которые благоприятствуют микробной жизни в океанах Земли. Такие планеты также включают приливно-отливные «темные» гайсианские миры, которые могут иметь пригодные для жизни условия только на своих постоянных ночных сторонах, и «холодные» гайсианские миры, которые получают мало излучения от своих звезд.

Планеты такого размера доминируют в известной популяции экзопланет, хотя они и не были изучены почти так подробно, как суперземли. Гайсианские миры, вероятно, довольно распространены, а это означает, что наиболее многообещающие места для поиска жизни в других частях Галактики, возможно, скрывались на виду.

Астрономы ищут определенные биосигналы, которые могли бы указывать на возможность существования жизни. Чаще всего это кислород, озон, метан и закись азота, которые все присутствуют на Земле. Существует также ряд других биомаркеров, таких как хлористый метил и диметилсульфид, которые менее распространены на Земле, но могут быть многообещающими индикаторами жизни на планетах с богатой водородом атмосферой, где кислорода или озона может быть не так много.

«По сути, когда мы искали эти различные молекулярные сигнатуры, мы сосредоточились на планетах, похожих на Землю, что является разумным местом для начала», — сказал Мадхусудхан. «Но мы думаем, что планеты Гайса дают больше шансов найти несколько следов биосигналов».

«Удивительно, что пригодные для жизни условия могут существовать на планетах, столь отличающихся от Земли», — сказала соавтор Анджали Пьетт, также из Кембриджа.

Кембриджская команда определила значительную выборку потенциальных миров Гайса, которые являются главными кандидатами для детального изучения с помощью телескопов следующего поколения, таких как космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), который должен быть запущен в конце этого года. Все эти планеты вращаются вокруг красных карликовых звезд на расстоянии 35−150 световых лет: близко по астрономическим стандартам. Запланированные JWST наблюдения наиболее многообещающего кандидата, K2−18b, могут привести к обнаружению одной или нескольких молекул биосигнала.