Астрономы создают модели планет похожих на Землю

В сообщении ученых, опубликованном неделю назад в Astrophysical Journal, говорится, что ультрафиолетовое излучение, исходящее от звезд, способно вызвать изменения их планет. Для изучения возможных биологических процессов на экзопланетах, находящихся в обитаемой зоне своих солнц, создается множество компьютерных моделей.

Лиза Кальтенеггер

По мнению директора нового Института имени Карла Сагана в Корнелле, адъюнкт-профессора астрономии Лизы Кальтенеггер (Lisa Kaltenegger), необходимо установить, какие дозы ультрафиолетового излучения могут получать возникающие землеподобные планеты - от этого зависит, будет оно приносить вред или пользу - и просчитать, какие последствия может вызвать интенсивность ультрафиолета для зарождения жизни.

Сара Рьюеймер

Исследование было подготовлено ведущим автором статьи Сарой Рьюеймер (Sarah Rugheimer), научным сотрудником Института имени Карла Сагана; Антигоной Сегура (Antigona Segura) из Национального автономного университета Мексики, Димитаром Сасселовым (Dimitar Sasselov) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики и Лизой Кальтенеггер.

"Мы собираемся рассмотреть все виды планет на всех стадиях их развития, но хотели бы взять за образец того, что можно увидеть, четыре вида эпох из истории Земли. В следующих сериях проектов нас ожидает возможность наблюдать широкое разнообразие экзопланет".
Сара Рьюеймер

Глубоко заглянув в историю Земли, Рьюеймер и соавторы работы создали первую модель экзопланеты земного типа в эпоху, существовавшую до биотического мира, с атмосферой, где доминировал углекислый газ, как на ранней Земле 3,9 миллиарда лет назад.

В соответствии с этапами зарождения жизни, вторая эпоха, существовавшая на нашей планете приблизительно 2 миллиарда лет назад, отмечена первым появлением кислорода, а с ним возникла активная биосфера и начался процесс биосинтеза. Количество кислорода, вырабатываемого первыми цианобактериями, начало расти и достигло текущего уровня концентрации - 1 %.

"Это не просто сумма ультрафиолетового излучения, но и определенные типы ультрафиолетового излучения, которое влияет на биологию. В дополнение к простому учету общей суммы радиации мы рассматриваем, какие длины волны являются самыми разрушительными для ДНК и других биомолекул".
Сара Рьюеймер

Третью модель группа создала по образцу эпохи, когда примерно 800 млн. лет назад на Земле началась многоклеточная жизнь и кислород повысился приблизительно до 10 % нашего сегодняшнего уровня.

Четвертая модель соответствует современной эпохе Земли с атмосферой соотношение кислорода и углекислого газа приблизительно 700:1.

Художественное изображение обитаемой планеты с двумя спутниками, вращающtйся вокруг красного карлика
Фото: Дэвид А. Агилар (CFA)

Во всех эпохах после повышения количества кислорода у самых горячих и самых холодных звезд радиация воздейтсвует биологически менее эффективно. У самых горячих это происходит из-за увеличения защитного озонового слоя, а у самых холодных - из-за уменьшения абсолютного ультрафиолетового потока.

Сара Рьюеймер, проводившая исследование, будучи докторантом Гарвардского университета, объяснила, что астробиология привлекает исследователей разных дисциплин.

"Эта работа обеспечивает связь астрофизических условий для зарождения жизни, которые мы ожидаем найти на других планетах, с происходившим здесь, на Земле".
Сара Рьюеймер.

Финансирование этого исследования предоставил Фонд Симонс.

Источник: news.cornell.edu