Безжизненные планеты помогут оценить количество потенциально обитаемых миров

Недавно астрофизики рассмотрели Землю как далекую экзопланету, чтобы понять, как издалека выглядит мир с комфортной атмосферой. Конечно, имеется в виду, что атмосфера подходит для жизни, какой мы ее знаем. Несмотря на все эти знания, поиск внеземных бактерий остается непростой задачей.

Сегодня поиск внеземной жизни осложняется возможностями инструментов. Пока что астрономы гораздо чаще «ловят» газовых гигантов и планеты в испепеляющей близости к звезде. С новым поколением телескопов ученые рассчитывают значительно пополнить список землеподобных миров. Раньше целью было хотя бы засечь их, теперь — изучить атмосферу и условия на поверхности.

Сейчас экзопланеты изучают с помощью орбитальных телескопов TESS и «Джеймс Уэбб», а также спутника «Хеопс». В будущем помогут обсерватории ELT (первый свет ожидается в 2029 году), космические телескопы PLATO (запуск назначен на 2026 год) и ARIEL (2029 год).

Группа исследователей под руководством Дэниела Ангерхаузена, физика из Швейцарской высшей технической школы Цюриха, решила подойти к задаче с точки зрения статистики. Их статья опубликована в журнале The Astronomical Journal.

Согласно результатам нового исследования, чтобы заявить, что менее чем на 10-20% экзопланет есть вероятная жизнь, нужно изучить от 40 до 80 таких объектов и ничего на них не найти со статистической точки зрения, без отклонений значений. Под «ничего» подразумевают предварительно заданные параметры.

«Дело не только в том, сколько планет мы изучим, но и в правильных формулировках вопросов, а также в том, насколько будем уверены, что видим или не видим искомое. Даже масштабный обзор может привести к недостоверным результатам, если мы будем неаккуратны или слишком уверены в наших способностях распознать жизнь», — объяснил Ангерхаузен.

Формулировка искомого должна быть точной, но охватывающей достаточное разнообразие «земель». Признаком благоприятных условий на таких планетах может стать блеск океана, значительное количество водяного пара в атмосфере от испаряющегося океана или эффективное перераспределение тепла на планетах в приливном захвате, у которых на одной стороне вечный день, на другой — вечная ночь.

Как отметили авторы статьи, с одной стороны, не стоит задавать общее требование «наличие биосферы», с другой — формулировка «планеты определенного радиуса и температуры с наличием метана и кислорода» может «исключить» из финальной выборки потенциально обитаемые субнептуны. Выбирать критерии и оценивать результаты необходимо исходя из понимания возможностей инструментов и точности измерений.

Главное: запланированные обзоры и исследования дадут достаточное количество результатов для оценки обитаемости схожих по параметрам планет, если данные будут достаточно точными. Астрономы смогут делать выводы, даже если ни у одной из десятков планет не выявят искомых признаков обитаемости.

«Одно положительное обнаружение [жизни на экзопланете] все изменит. Но даже если мы не найдем жизнь, мы сможем количественно измерить, как часто могут встречаться планеты с заметными для нас биосигнатурами», — подытожил Ангерхаузен.