Тема биомаркеров - газов, свидетельствующих о наличии на той или иной планете жизни - и их поиска в атмосферах экзопланет, активно педалируется в последние годы официальной наукой и частности NASA. Связано это в основном с запуском нового телескопа James Webb, который как утверждается, способен изучать эти самые атмосферы экзопланет (правда, в том какие это именно экзопланеты, есть некоторые сомнения). 

Проблема однако в том, что гипотезы о биомаркерах вызывают кучу вопросов и вообще вызывают в памяти тот самый анекдот про мужика, что искал не там где потерял, а там где посветлее. Как например, с недавним исследованием, предлагающим искать кислород по малому количеству углекислого газа: 

 

На сегодняшний день известно более 5,2 тысячи экзопланет и около 10 тысяч кандидатов. Запуск космического телескопа «Джеймс Уэбб» и строительство обсерватории ELT спровоцировали качественный переход в сфере изучения этих иных миров: от простого поиска к исследованию характеристик экзопланет.

Теперь, проведя наблюдения за тем, как экзопланета пролетает перед звездой (так называемым транзитом), астрономы могут делать выводы о перепаде температуры, давлении и составе ее атмосферы, если таковая есть. При достаточной точности наблюдений можно распознать изотопы элементов, измерить скорость ветра и изучить разреженную экзосферу.

Пока эти методы применяются в основном к газовым гигантам, летающим близко от своей звезды. Но с помощью теоретических расчетов и моделирования ученые ищут способы использовать их для исследования экзопланетам земного типа.

Согласно результатам таких работ, всего за десять транзитов «Джеймс Уэбб» может изучить углекислый газ и воду в атмосферах ближайших планет земного типа с умеренными условиями на поверхности. Например, у планет в системе TRAPPIST-1.

А вот для того, чтобы выявить кислород O2, признанную биосигнатуру, указывающую на существовование жизни, «Джеймсу Уэббу» потребуется более тысячи транзитов. По сути, он должен будет потратить на этот объект все время своей работы.

Другая сложно решаемая проблема — наличие большого количества жидкой воды на поверхности экзопланеты. В пределах Солнечной системы ученые ищут ее по бликам на поверхности, отраженному солнечному свету. В частности, так подтвердили наличие жидкости на поверхности Титана, крупнейшего спутника Сатурна. Конечно, мощности наших телескопов не хватит на подобные наблюдения в других системах. Но именно поиск жизни на ближайших телах навел авторов нового исследования на мысль об углекислом газе.

Венера, Земля и Марс во многом похожи друг на друга по составу и расположению относительно Солнца. Но только на Земле есть жидкая вода, и только у Земли в атмосфере заметно меньше углекислого газа — 0,04% против >95% у Венеры и Марса. Причем пониженное содержание углекислого газа — не современная особенность нашей планеты. Четыре миллиарда лет назад (возраст Земли — около 4,5 миллиарда лет) уровень CO2 в атмосфере составлял около 10%, а 2,5 миллиарда лет назад — 2,5%.

«Мы предполагаем, что эти планеты формировались схожим образом, и если мы видим, что сегодня у одной из планет значительно меньше углерода, значит, он куда-то делся. Единственный процесс, способный забрать столько углерода из атмосферы, это сильный круговорот воды, в котором должны участвовать целые океаны жидкой воды», — объяснил профессор Амаури Триауд (Amaury Triaud) из Бирмингемского университета (Великобритания), один из авторов работы.

Поэтому международная группа ученых из Массачусетского технологического института (США), Бирмингемского университета (Великобритания) и других институтов во Франции и США изучила потенциал использования недостатка CO2 в качестве сигнатуры обитаемости экзопланеты. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy, и они оказались многообещающими.

Главный «вымыватель» углекислого газа из атмосферы — жидкая вода, в которой растворяется углекислый газ. А образовавшиеся на его основе карбонаты потом оказываются «запертыми» в коре и мантии планеты. Поэтому углерод не возвращается в атмосферу в количествах, достаточных для атмосферы венерианского или марсианского типов.

Что касается жизни, два основных биологических пути «поглощения» углерода из атмосферы Земли — фотосинтез и производство раковин. В круговороте углерода на нашей планете биология «участвует» примерно на 20%, поэтому для подтверждения ее влияния требуются другие сигнатуры, например, наличие озона.

Опираясь на анализ, авторы вывели стратегию поиска обитаемых миров. По их расчетам, понадобятся данные наблюдений десяти транзитов, чтобы обнаружить атмосферы у экзопланет в подходящих системах. Сорока транзитов, чтобы оценить недостаток углекислого газа у какой-либо из планет. И ста транзитов, чтобы оценить количество озона, метана и угарного газа. По этим данным можно будет определить причину недостатка углерода — наличие жизни, жидкой воды или и того, и другого.

Как утверждают авторы работы, уже сегодня космический телескоп «Джеймс Уэбб» может начать поиск недостатка углекислого газа на планетах земного типа у поздних красных карликов.

«Лишь TRAPPIST-1 и еще несколько систем подходят для исследования атмосфер планет земного типа с помощью „Джеймса Уэбба“. И теперь у нас есть план поиска там обитаемых миров. Если мы будем работать вместе, мы сможем в течение нескольких лет добиться прорывных открытий», — отметил один из авторов работы Джулиен де Вит (Julien de Wit), доцент Массачусетского технологического института (США).

Источник:

Я предлагаю читателю осознать главный тезис исследования как следует - мы не можем найти кислород в экзопланетных атмосферах, потому что для его обнаружения, нам нужны тысячи наблюдений транзитов, что попросту невозможно, так как у JWST есть и другие задания, кроме изучения экзопланет. И поэтому, нам предлагают искать планеты с низким содержанием углекислого газа в атмосфере, утверждая что подобное могут обеспечить только океаны (что кстати, на мой взгляд, еще требует проверки), а также что никое содержание CO2 автоматом означает наличие кислорода! Поистине, просто натуральная выдача желаемого за действительное. И это все не говоря о том, что мы толком не знаем что из себя представляют экзопланеты на самом деле, не знаем даже где проходит граница между землеподобными планетами и газовыми гигантами, что говорит нам о том, что мы даже не подозреваем какие причудливые химические и физические процессы могут происходить в этих мирах.

Интересно кстати, что на большинстве научпоп-ресурсов, новость подается без малейшего упоминания, о том что новый метод поиска "биосигнатур" - по сути настоящий костыль: раз, два, три. Внимательный читатель, прекрасно может убедиться, что по ссылкам ничего не упомянуто о том, что James Webb по сути неспособен обнаружить кислород на экзопланетах и поэтому поиск сего газа по сути подменяют поиском атмосфер с низким содержанием углекислоты. Наоборот: новое исследование этой международной коллаборации подают не иначе как надежнейший способ поиска обитаемых планет.

Алсо, правильно ли я понимаю, что на гипотезе планет класса "Hycean" на этом можно ставить жирный крест - ведь, на этих талах позиционируется наличие глобального океана, а учитывая что на планете K2-18b обнаружили как раз углекислый газ (и его должно быть там много, коль скоро его смогли найти на расстоянии стольких световых лет), то получается, никаких водоемов там быть не может?  

Остается лишь следить за небесами научной прессой - не появится ли там в самом скором времени новость об обнаружении планеты с низким содержанием CO2 в атмосфере, что будет подано нам, как первое обнаружение обитаемой экзопланеты. Подобное ведь уже случалось. 

Мы создали новый канал на Dzen "Президентская кампания - 2024", отсылающий к судьбоносному 2024 году, который имеет все шансы стать переломным в истории XXI века. У нас есть материалы, есть идеи, но нам нужны подписчики. Нам нужны - вы! Всего десять подписчиков и наш канал заработает, появившись в ленте рекомендаций Dzen. Так чего же вы ждете? Переходите и подписывайтесь! 

Если вы подписались на наш канал - вы и есть то самое Сопротивление.