Наклон оси вращения экзопланет важен для существования сложной жизни
Планеты, у которых есть наклон оси вращения, как у Земли, более способны к развитию сложной жизни
Планеты, у которых есть наклон оси вращения, как у Земли, более способны к развитию сложной жизни. Это открытие поможет ученым уточнить поиск более продвинутой жизни на экзопланетах.
С момента первого открытия экзопланет в 1992 году, ученые искали миры, которые могли бы поддерживать жизнь. Считается, что для поддержания даже элементарной жизни экзопланеты должны находиться на правильном расстоянии от своих звезд, чтобы существовала жидкая вода; это так называемая «зона Златовласки». Однако для более продвинутой жизни важны и другие факторы, особенно кислород в атмосфере.
Кислород играет решающую роль в дыхании, химическом процессе, который управляет метаболизмом самых сложных живых существ. Некоторые основные формы жизни производят кислород в небольших количествах, но для более сложных форм жизни, таких как растения и животные, кислород имеет решающее значение. На ранней Земле было мало кислорода, хотя существовали основные формы жизни.
Ученые создали сложную модель условий, необходимых для того, чтобы жизнь на Земле могла производить кислород. Модель позволила им ввести различные параметры, чтобы показать, как изменение условий на планете может изменить количество кислорода, производимого фотосинтетической жизнью.
«Модель позволяет нам изменять такие вещи, как продолжительность дня, плотность атмосферы или распределение суши, чтобы увидеть, как реагирует морская среда и жизнь в океанах, производящая кислород» — говорят ученые.
Исследователи обнаружили, что увеличение продолжительности дня, повышение давления на поверхности и появление континентов влияют на структуру циркуляции океана и связанный с ней перенос питательных веществ, что может увеличить производство кислорода.
Они считают, что такие условия, возможно, способствовали насыщению Земли кислородом, способствуя переносу кислорода в атмосферу, поскольку вращение Земли замедлилось, ее континенты выросли в размерах, а давление на поверхности увеличилось с течением времени.
«Самый интересный результат был получен, когда мы смоделировали наклон орбиты — другими словами, как планета наклоняется, когда она вращается вокруг своей звезды», — объясняют ученые. «Большой наклон увеличивает фотосинтетическое производство кислорода в океане в нашей модели, отчасти за счет повышения эффективности повторного использования биологических ингредиентов. Эффект был аналогичен удвоению количества питательных веществ, поддерживающих жизнь».
Наклон оси вращения Земли равен углу в 23,5 градуса. Это дает нам время года, когда части Земли получают больше прямого солнечного света летом, чем зимой. Однако не все планеты в нашей Солнечной системе наклонены, как Земля: Уран наклонен на 98 градусов, а Меркурий вообще не наклонен. «Для сравнения, Пизанская башня наклоняется примерно на 4 градуса, поэтому наклон планет может быть весьма значительным условием», — говорят исследователи.
При поиске жизни на другой планете необходимо учитывать несколько факторов. Планета должна находиться на правильном расстоянии от своей звезды, чтобы там была жидкая вода и химические ингредиенты для происхождения жизни. Но не все океаны будут хорошими хозяевами для жизни, какой мы ее знаем, и еще меньшее число будет иметь подходящие среды обитания для жизни, чтобы развиваться до высокого уровня сложности.
«Малые наклоны или экстремальная сезонность на планетах с наклонами, подобными Урану, могут ограничить распространение жизни, но правильный наклон планеты может увеличить вероятность того, что на ней образуется насыщенная кислородом атмосфера, которая может служить маяком микробной жизни и подпитывать метаболизм крупных организмов. Суть в том, что миры, которые немного наклонены относительно своих осей, могут с большей вероятностью развивать сложную жизнь. Это поможет нам сузить поиск сложной, возможно, даже разумной жизни во Вселенной» — говорят ученые.
Исследование представлено на конференции Goldschmidt Geochemistry Conference.