Автори нової роботи припустили, що кілька екзопланет в Чумацькому Шляху утворили континенти і розвинули життя на мільярди років раніше, ніж Земля. Значить, є ймовірність, що там можуть мешкати інопланетні види — набагато більш розвинені, ніж наш власний.
Так, на думку художника, може виглядати екзопланета HD 219134B – найближча до Землі скеляста екзопланета / © NASA, JPL-Caltech
Багато астробіологів вважають, що для розвитку і підтримки відомої нам форми життя на потенційній планеті повинні скластися певні умови. Для початку необхідні атмосфера і кисень, оскільки живим організмам потрібні захист від небезпечної радіації і «матеріал» для дихання, а ще рідка вода. Адже вона транспортує поживні речовини і кисень до всіх клітин тіла, а також допомагає перетворювати їжу в енергію і засвоювати поживні речовини.
Ще один важливий елемент, який останнім часом виділяють деякі вчені, — великі масиви суші. Хоча вони зовсім необов’язкові: відомо, що життя на Землі зародилася в стародавньому океані і може прекрасно відчувати себе у воді. Але історія нашої планети показала, що для еволюції, процвітання та існування дійсно складних форм життя протягом тривалого часу континенти необхідні (за останніми даними, сформувалися від 3,6 до чотирьох мільярдів років тому). Без них, ймовірно, земний еволюційний сценарій склався б інакше.
А чи можуть у Всесвіті зустрічатися скелясті світи, на поверхні яких континенти сформувалися набагато раніше, ніж на нашій планеті? Чи випливає з цього, що там може існувати більш давня і більш розвинена життя?
Таким питанням задалися астроном Джейн Грівз і її колеги з Кардіффського університету (Великобританія). Вчені використовували дані космічного телескопа Gaia (“Гая”) і методи моделювання, щоб спробувати зрозуміти, чи можливий такий сценарій розвитку подій на далеких екзопланетах.
У роботі, опублікованій в журналі Research Notes of the American Astronomical Society, вчені припустили, що він цілком імовірний. Вони зробили висновок, що принаймні на кількох екзопланетах континенти, а можливо, і життя, могли з’явитися за чотири-п’ять мільярдів років до того, як вони виникли на Землі.
На нашій планеті континенти формуються під час руху літосферних плит, які повільно «плавають» по поверхні мантії і стикаються один з одним, занурюючись в глибинні шари Землі. Тепло, що виходить від її ядра, змушує мантійну речовину підніматися, утворюючи вертикальні потоки мантії, що розсувають літосферні плити. Також воно не дає мантії охолонути, дозволяючи їй залишатися досить гарячою, щоб зберігати рухливість. Джерела цього тепла – радіоактивні елементи, такі як уран-238, торій-232 і калій-40, які знаходяться в ядрі планети і при розпаді виділяють колосальну енергію.
- Мавпи здатні давати одна одній імена
- Вміст вуглекислого газу досяг найвищого рівня за всю історію нашого виду
- Що станеться з атмосферою на Землі після ядерної війни
Більшість цих радіоактивних елементів утворилося в результаті космічних катастроф, наприклад під час вибухів наднових або злиттів нейтронних зірок. Сліди цих елементів можна виявити в довжинах хвиль електромагнітного випромінювання зірок.
У своєму дослідженні Рівз та її команда використовували таблиці рівнів активності урану-238 та калію-40, присутніх у спектрах сусідніх зірок, а також вік світил, виміряний космічним телескопом оптичного діапазону Gaia. Ці дані були необхідні для оцінки того, коли гіпотетичні кам’янисті світи, що обертаються навколо кожної з цих зірок, могли стати досить гарячими, щоб там запустилася тектонічна активність, а також для розробки моделей, що враховують міцність і в’язкість мантій таких світів.
Моделювання показало, що перші континенти повинні були сформуватися на скелястих планетах навколо сусідніх сонцеподібних зірок на два мільярди років раніше, ніж почалися тектонічні процеси на Землі. Як приклад вчені привели екзопланети, що знаходяться поблизу зірки HD 4614, на відстані 20 світлових років від Сонця.
Однак дослідники особливо виділили світи, що обертаються навколо двох світил, трохи менших за наше Сонце: HD 76932 та HD 201891. Ці зірки розташовані на відстані від 70 до 110 світлових років від нас, в області, відомій як «товстий диск». Астрономи припустили, що екзопланети у цих зірок утворювали континенти на чотири-п’ять мільярдів років раніше, ніж вони з’явилися на нашій планеті.
Вчені зробили висновок, що, незважаючи на відносно невелику вибірку (всього 29 зірок), навіть серед такої кількості світил можуть перебувати принаймні дві планетні системи, в яких є скелясті світи, що володіють більш розвиненими біосферами, ніж на Землі.
Грівз пояснила, що висновки її команди можна перевірити тільки за допомогою космічного телескопа. Планується, що такі спостереження зможе провести обсерваторія Habitable Worlds Observatory NASA, запуск якої намічений на 2040-і роки. Цей апарат буде шукати ознаки позаземного життя в атмосферах планет за межами Сонячної системи.
Що стосується віку екзопланет, то вони можуть бути набагато старшими за Землю. Наприклад, об’єкт PSR B1620-26 b (Мафусаїл) вважається найстарішою з екзопланет, відкритих на сьогоднішній день вченими. Вона знаходиться в подвійній зоряній системі PSR B1620-26 на відстані 12,5 тисяч світлових років від Сонця. Вік екзопланети може становити близько 12,7 мільярда років.