Возле красных карликов могут яблони цвести
Во всяком случае, уровень радиации, точнее – интенсивность так называемого УФ-излучения, не является особо сильным препятствием для зарождения жизни на экзопланетах, вращающихся вокруг звезд типа красных карликов, коих в нашей галактике – большинство. На них – по прикидкам штатовских деятелей науки – УФ-излучение ниже, чем было на ранних этапах эволюции жизни: это специалисты Корнеллского университета установили через проведенное ими моделирование. Такое открытие может сильно обнадежить энтузиастов гипотезы о существовании жизни на планетах вне Солнечной системы. Тем более – если на поверхности экзопланет имеется подходящая для воды в жидкой фазе температура, этого главного, волшебного в своем роде необходимого растворителя во многих биохимических реакциях.
Гипотетически жизнь может быть возле уже ближайшей к Земле после Солнца звезде – у красного карлика Проксима Центавра, что находится в звездной системе Альфа Центавра. Либо на уже известной вращающейся вокруг данного красного карлика планете Проксима b, либо на второй, также вращающейся вокруг него, и о наличии коей было объявлено совсем недавно. Об этом повествуют в своем пересказе «Элементы».
Штатовские ученые «смоделировали условия на поверхности четырех ближайших потенциально обитаемых экзопланет: Проксимы b, TRAPPIST-1 e, Ross-128 b и LHS-1140 b», в ходе которого ученые оценивали « вероятный уровень ультрафиолетового излучения на поверхности этих экзопланет, исходя из различных вариантов состава и плотности атмосферы: от аналогичного современной земной атмосфере до очень тонкой и нарушенной в результате звездных вспышек бескислородной атмосферы, плохо блокирующей ультрафиолет», и в результате моделирования установили не только то, что «по мере истощения атмосферы и снижения в ней уровня озона всё больше ультрафиолета достигает поверхности», но и также то, что «даже при самом высоком уровне показанного моделью уровня УФ-излучения на поверхности экзопланет (во время вспышек на родительской звезде при тонкой бескислородной атмосфере), он все же был ниже того, что получала Земля в начале архея (4,0–3,9 млрд лет назад), когда на Земле зародилась жизнь».
При этом американские деятели науки брали «сравнительные данные для ранней Земли» «из» известной «модели спектральной эволюции».
Полученные результаты позволили ученым сделать важный вывод о том, что «ультрафиолетовое излучение не является ограничивающим фактором жизнепригодности ближайших к Земле экзопланет, входящих в планетные системы красных карликов класса М». Более того, исследователи поставили крайне интересный – хотя и несколько парадоксальный – вопрос» «а не является высокий уровень радиации необходимым условием для развития жизни на ранних этапах развития планет земного типа?».
«Ведь известно, что в некоторых биомолекулах, например, нуклеиновых кислотах, при облучении могут возникнуть мутации (в том числе и полезные). Возможно, признаки жизни надо искать именно в планетных системах активных звезд.
Не все длины волн ультрафиолетового излучения одинаково губительны для биологических молекул. Чем меньше длина волны, тем сильнее биологическое действие излучения. Чтобы оценить потенциальную обитаемость миров с различным объемом получаемого излучения, авторы приводят обобщенные данные о том, как меняется выживаемость при разных длинах ультрафиолетового излучения бактерий-экстремофилов Deinococcus radiodurans — одного из самых радиационно-устойчивых организмов на Земле. Оказывается, для того, чтобы спровоцировать одинаковый уровень смертности в популяции этих бактерий, доза УФ-излучения длины 360 нм должна быть на три порядка выше, чем доза УФ-излучения длины 260 нм.
История эволюции жизни на Земле демонстрирует различные стратегии выживания в условиях высокого уровня радиации: защитные пигменты, биофлуоресценция, жизнь под водой или под землей. Авторы уверены, что такие же механизмы защиты могут использовать организмы и на других планетах (если они там есть). В частности, в одной из своих предыдущих работ они писали, что допускают возможность существования на планете Проксима b биосферы, использующей биологическую флуоресценцию как защитный механизм от вспышек ультрафиолетового излучения Проксимы Центавра (правда, эта статья не была опубликована в рецензируемом журнале),- говорится в пересказе.дополнительные материалыОт косного мозга добрались до пропорций мозговитых
Штатовские ученые полагают, что полученные ими «новые результаты в целом снимают главное возражение против существования жизни на ближайших экзопланетах земного типа».
«Теперь осталось узнать, есть ли там атмосфера и жидкая вода,- поясняют «Элементы».
Так что, возможно, где-то у какого-то красного карлика цветет некая причудливой формы жизнь, неведомой пока для нас эволюции.
Но и в имеющейся земной проблем и загадок – хватает, в том числе – связанных с тем же ультрафиолетовым излучением и неустанной работой земных растений и мирового океана, от которых зависит уровень озона.
О новых исследованиях по данной проблематике повествует в своем пересказе «Наука и жизнь».
«Затяжная засуха в Калифорнии позволила исследователям из Виргинского университета детально описать, как растения влияют на уровень озона, оказавшись в непростых экологических условиях. Во-первых, они слабее поглощают озон – в самые засушливые годы на 15% меньше, чем обычно. Во-вторых, поначалу с наступлением засухи деревья и другие растения синтезируют много изопрена – одного из тех самых веществ, которые участвуют в озонопорождающих реакциях. Изопрен помогает справиться с трудностями, поэтому растения наращивают его синтез. Соответственно, растёт концентрация озона в приземном воздухе.
Но это требует определённых ресурсов, и спустя четыре года синтез изопрена падает – более чем наполовину. Одновременно уменьшается и озоновое загрязнение: в статье в Environmental Science & Technology говорится, что уровень озона может снизиться на 20%. То есть можно сказать, что особенно неприятными с «озоновой» точки зрения оказываются первые годы засухи (хотя если засуха длится больше 4 лет, то от неё, очевидно, появляется масса других проблем, не дающих радоваться ослаблению озонового загрязнения).
В атмосферных химических реакциях, дающих лишний озон, участвуют не только летучие растительные вещества, но и различные оксиды азота. Их много в промышленных и автомобильных выбросах. Контролировать растительный изопрен вряд ли возможно, зато, как пишет портал Science, мы вполне можем регулировать уровень оксидов азота, не позволяя накапливаться озону в городском воздухе,- говорится в пересказе.дополнительные материалыСочли твердость ядра Земли и меру вод суши экзопланет
Из него, видимо, следует, что деятелем науки следует не только зондировать гипотезу о присутствии жизни на умопомрачительно отдаленных от Земли планетах, но и не забывать о существовании земных реальных жизненных проблем.
Такие ныне открытия у науки.