Возраст звезды может создавать ложные признаки жизни на экзопланетах

Поиск внеземной жизни на экзопланетах может учитывать не все факторы, необходимые для правильной интерпретации наблюдений. Астрофизик Алиса Фрекелтон из Великобритании считает, что ученым нужно внимательнее изучать звезды, вокруг которых вращаются потенциально обитаемые планеты.

Один из основных способов поиска жизни за пределами Солнечной системы — анализ атмосферы экзопланет. Ученые ищут так называемые биосигнатуры — химические вещества, которые на Земле связаны с биологическими процессами. Среди наиболее изучаемых соединений — метан, кислород и озон.

Проблема в том, что эти вещества не обязательно имеют биологическое происхождение. Их могут создавать геологические и химические процессы, в том числе реакции в атмосфере под воздействием излучения звезды.

Особенно важны так называемые красные карлики — небольшие и относительно холодные звезды, которые являются самым распространенным типом звезд в Млечном Пути. Они интересны для поиска жизни еще и потому, что при прохождении планеты перед такой звездой ее свет блокируется сильнее, чем в случае с более крупными звездами. Это позволяет проще изучать атмосферу планеты.

Однако ультрафиолетовое излучение красного карлика может менять химический состав атмосферы планеты. Причем интенсивность такого излучения зависит от характеристик и возраста самой звезды. Две внешне похожие звезды могут создавать совершенно разные условия для находящихся рядом планет.

Ученые смоделировали землеподобные планеты, расположенные у красных карликов разного возраста. В некоторых моделях планеты у старых звезд накапливали значительно больше метана: его количество достигало десятикратной разницы по сравнению с аналогичными планетами у молодых звезд. Сигнал метана при этом мог быть на 68% сильнее. Причиной становилось более слабое ультрафиолетовое излучение старой звезды, из-за которого метан дольше сохранялся в атмосфере.

Еще заметнее эффект проявился с озоном. В моделях древних землеподобных атмосфер более сильное ультрафиолетовое излучение молодых красных карликов запускало химические реакции с углекислым газом. В некоторых случаях количество озона оказывалось более чем в 100 тысяч раз выше, чем в аналогичных моделях для планет вокруг старых звезд. При этом жизнь для появления озона не требовалась.

Это означает, что потенциальная биосигнатура сама по себе еще не доказывает наличие жизни. Чтобы правильно интерпретировать такие данные, ученым необходимо учитывать характеристики конкретной звезды, включая ее ультрафиолетовое излучение и возраст.

Поэтому автор предлагает сначала получать более точные данные о звездах, а уже затем оценивать химические признаки жизни на их планетах. Дополнительные наблюдения и поиск нескольких взаимосвязанных веществ могут помочь отличить биологические процессы от химических реакций, вызванных излучением звезды.