Астробиология по своей сути является междисциплинарной областью. Но, к сожалению, до сих пор недостаточно обмена информацией между астрономами, биологами, химиками, физиками звездного и солнечного миров и геологами, чтобы преодолеть огромные пропасти между этими научными поджанрами. Именно поэтому недавняя конференция Origins 2026 в Париже имела такое важное значение.
Этот момент не ускользнул от внимания опытного астробиолога Лизы Кальтенэггер, приглашенного докладчика на конференции Origins, которая, несмотря на неделю невыносимой жары в Сорбонне, слушала доклад за докладом, задавая при этом уместные вопросы почти после каждого выступления.
Затем Кальтенэггер представил превосходный обзор состояния астробиологии и перспектив изучения 45 каменистых экзопланет, которые астрономы к настоящему времени идентифицировали как находящиеся в обитаемых зонах своих звездных систем.
В настоящее время считается, что двадцать процентов всех красных M-карликов имеют каменистые планеты в пределах своих обитаемых зон. Это области вокруг звезды, где на поверхности каменистых планет может существовать жидкая вода.
Но это не значит, что планета пригодна для жизни; это также не значит, что за пределами зоны обитаемости невозможно существование обитаемой планеты, — сказала Лиза Кальтенэггер, директор Института Карла Сагана в Корнельском университете.
Каждая из этих каменистых планет — это фрагмент головоломки, показывающий, как планеты рождаются, эволюционируют и функционируют. Однако у ученых-геологов есть большой пробел в понимании нашей собственной родной планеты.
Отчасти это объясняется тем, что чем дальше мы заглядываем в прошлое, тем сложнее выявить наиболее важные факторы, изменившие нашу планету, говорит Кальтенэггер, автор книги «Чужие Земли: поиск жизни в космосе», вышедшей в 2025 году. Но обнаружение внесолнечных каменистых миров вокруг звезд разного возраста может заполнить пробелы в наших знаниях и рассказать нам, как функционируют и эволюционируют каменистые планеты, добавляет она.
Однако лишь немногие из этих потенциально обитаемых планет были охарактеризованы с помощью наблюдений.
«У нас ограниченное время работы с космическим телескопом Джеймса Уэбба НАСА, потому что, будучи многоцелевым телескопом, он также используется для наблюдения за черными дырами и галактиками», — говорит Кальтенэггер.
В настоящее время научное сообщество, занимающееся изучением внесолнечных объектов, уделяет приоритетное внимание наблюдениям телескопа Webb объекта Trappist 1 — холодного красного карлика типа M, вращающегося вокруг звезды-красного карлика на расстоянии около 40 световых лет в созвездии Водолея и имеющего семь планет размером с Землю. Считается, что три из них потенциально обитаемы.
Охотники за экзопланетами обожают эти маленькие красные звёзды, размер которых составляет примерно от одной десятой до половины массы нашего Солнца. Это потому, что расположенные на близких орбитах каменистые планеты просто легче обнаружить, когда они проходят перед этими маленькими родительскими звёздами.
Отчасти в результате этого Кальтенэггер решил сосредоточиться на том, что в настоящее время возможно: поиске биосигнатур вокруг таких маленьких красных карликов. Такие транзитные наблюдения с помощью телескопа Уэбба могут, таким образом, выявить атмосферные биосигнатуры, например, кислород в сочетании с метаном.
Но чтобы увидеть цвета поверхности, например, растительности, нам нужны телескопы нового поколения.
Однако прямое изображение каменистых экзопланет в оптическом спектре станет по-настоящему возможным только после того, как в 2030 году в пустыне Атакама будет запущен сверхбольшой телескоп Европейской южной обсерватории (ESO) — 39-метровый гигант. Или когда НАСА полностью профинансирует и запустит свою обсерваторию обитаемых миров (HWO), запуск которой предварительно запланирован на 2040-е годы.
Восемь из десяти звёзд, на которых расположены экзопланеты, — это небольшие красные карлики, говорит Кальтенэггер. Если я поставлю свой кухонный базилик под красное солнце, он, вероятно, погибнет ещё быстрее, чем если я его не буду поливать, добавляет она.
Однако серные бактерии могут процветать под красным светом, приобретая оттенки от желтого до фиолетового, что открывает возможности для появления множества различных биопигментов, которые могут доминировать под солнцем другого цвета.
"Иногда меня беспокоит, что мы слишком ограничены в своих исследованиях, потому что изучение Земли в разные периоды времени показывает совершенно разные условия окружающей среды", — говорит Кальтенэггер. — "В далеком прошлом дни были намного короче, континентов было меньше, наземная биота была другой, и атмосфера была совершенно иной".
В таком контексте можно даже утверждать, что Земля существовала во множестве различных своих версий. Так как же мы можем быть уверены, что обнаруженные нами биосигнатуры указывают на наличие жизни?
«Если вы не понимаете планету и ее геологию, вы не поймете, действительно ли наблюдаемые вами биосигнатуры обусловлены жизнью или нет», — говорит Кальтенэггер. «Мне нужно увидеть не только пару биосигнатур кислорода и метана; сначала мне нужно выяснить, могут ли биосигнатуры образовываться из геологических источников или в результате фотохимических процессов», — добавляет она.
Ещё одним доказательством может служить отражение света от биологических субстратов; например, цвета биопигментов на поверхности планеты. С этой целью Кальтенэггер и его коллеги из Корнеллского университета создали «цветовой каталог жизни», содержащий около 300 различных образцов биопигментов, показывающих, как жизнь может выглядеть для нас на таких больших расстояниях.
Почему нас должна беспокоить какая-либо планета, вращающаяся вокруг звезды, находящейся на расстоянии световых лет?
Чтобы лучше понять, как устроена наша планета и как её лучше защитить, говорит Кальтенэггер. Допустим, мы обнаружим 50 других внесолнечных планет, более древних, чем наша, это даст нам представление о нашем возможном будущем, добавляет она.
Если предположить, что во многих из этих планет в атмосферах содержится большое количество диоксида серы (SO2), это может стать главной причиной для поиска способов избавления нашей Земли от этого газа или других газов, которые могут представлять угрозу для человечества в будущем.
Однако стремление к достоверности в науке об экзопланетах всегда будет ограничено огромными космическими расстояниями.
По словам Кальтенэггер, мы можем определить наличие биосферы, которая полностью преобразовала данную планету, только по отраженному, излучаемому или проходящему свету. Возможно, там существует много форм жизни, но мы можем быть слепы к большей их части, потому что эти признаки могут быть получены исключительно геологическими методами, или же это могут быть химические процессы, которые мы пока не можем интерпретировать, добавляет она.
По информации https://planet-today.ru/novosti/nauka/item/195503-astrobiologiya-otkryvaet-vazhnejshee-okno-v-dalekoe-proshloe-i-budushchee-zemli
Обозрение "Terra & Comp".
