Новый инструмент помогает в поисках жизни на экзопланетах
AstroNews.ru - 19 Августа 2020 10:26:37
Существует ли жизнь на далеких планетах? Один из способов, которым астрономы пытаются это выяснить, заключается в анализе света, рассеянного атмосферой планеты. Часть этого света, которая исходит от звезд и взаимодействует с его атмосферой. Если обнаруживаются такие газы, как кислород, метан или озон, это может указывать на присутствие живых организмов. Такие газы известны как биосигналы. Команда ученых из EPFL и Римского университета Тор Вергата разработала статистическую модель, которая может помочь астрономам интерпретировать результаты поиска этих признаков жизни.
С тех пор как 25 лет назад была открыта первая экзопланета - планета, вращающаяся вокруг звезды, отличной от солнца, - было идентифицировано более 4300 новых экзопланет. И этот список продолжает расти: каждые два-три дня обнаруживается новая экзопланета. Около 200 экзопланет состоят в основном из горных пород, как и Земля. Хотя это не единственное требование для того, чтобы планета могла быть обитаема - она также должна иметь воду и находиться на определенном расстоянии от своего солнца - это один из критериев, которые астрономы используют для фокусировки своих поисков.
В ближайшие годы использование газовой спектроскопии для обнаружения биосигналов в атмосфере планет станет все более важным элементом астрономии. Многие исследовательские программы уже ведутся в этой области, например, для спутника CHEOPS, который вышел на орбиту в декабре 2019 года, и оптического телескопа Джеймса-Уэбба, запуск которого запланирован на октябрь 2021 года.
Несмотря на значительный прогресс, достигнутый в обнаружении экзопланетных биосигналов, остается несколько вопросов. Каковы последствия такого рода исследований? И как мы должны интерпретировать полученные результаты? Что, если на планете обнаружится только один биосигнал? А если биосигналов не обнаружено - к какому выводу мы придем? Именно на такие вопросы ученые EPFL решили ответить с помощью своей новой модели.
Их работа рассматривает проблему под другим углом. Традиционно астрономы искали жизнь на другой планете, основываясь на том, что мы знаем о жизни и биологической эволюции на Земле. Их модель включает в себя такие факторы, как предполагаемое количество других звезд в галактике, подобных Солнцу, и сколько теллурических планет может вращаться в пределах пригодного для жизни расстояния от этих звезд. Они используют байесовскую статистику - хорошо подходящую для небольших выборок - для вычисления вероятности жизни в нашей галактике на основе того, сколько биосигналов обнаружено: один, несколько или вообще ни одного.
Учитывая малое число планет, которые, вероятно, будут исследованы в ближайшем будущем, и предполагая, что жизнь возникнет независимо на какой-либо одной планете, исследование EPFL показало, что если будет обнаружена хотя бы одна биосигнал, мы можем с вероятностью более 95% заключить, что в галактике существует более 100 000 обитаемых планет. С другой стороны, если никаких биосигналов не обнаружено, мы не можем с необходимостью заключить, что другие формы жизни не существуют в других частях Млечного Пути.
Ученые также рассмотрели теорию Панспермии, которая утверждает, что вместо того, чтобы возникать независимо на данной планете, формы жизни могут быть перенесены с другой планеты - например, через органическое вещество или микроскопические организмы, переносимые кометами или распространяющиеся между соседними планетами. Это означает, что вероятность существования жизни на планете также зависит от того, насколько она удалена от других планет и насколько легко различные формы жизни, физические характеристики которых могут быть чрезвычайно отличными от тех, с которыми мы знакомы, которые, например, способны противостоять экстремальным условиям космических путешествий и адаптироваться к новой планете. Учет теории Панспермии изменяет предполагаемое число обитаемых планет в других частях галактики.