• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
10 января
Александр Березин
1 692

Миры с экзотическими атмосферами назвали пригодными для кишечной палочки

4.6

Исследователи рассчитали зоны обитаемости для планет с плотной водородной и углекислотной атмосферами. Оказалось, такие миры устойчивы к неприятностям вроде безудержного парникового эффекта, а их газовая оболочка способна поддерживать выживание земных микроорганизмов.

Планеты с водородной атмосферой могут иметь достаточно необычные, на взгляд землянина, цвета неба, особенно если такая атмосфера достаточно толстая / © RASTAN

Людям известно более 5,5 тысячи экзопланет, но данные о составе их атмосферы все еще крайне ограничены. Поэтому детальное трехмерное моделирование климата экзопланет пока провели лишь для миров с газовой оболочкой, по составу близкой к земной.

Ученые из США решили смоделировать климат на планетах с атмосферой из водорода и углекислого газа. Подобные газовые оболочки неустойчивы, если атмосферное давление близко к земному, но намного стабильнее при давлении в несколько раз выше земного. Исследователи опубликовали текст своей работы на сервере препринтов Корнеллского университета.

И водород, и углекислый газ — мощные парниковые газы, их атомы поглощают инфракрасное излучение лучше, чем земная атмосфера. Но у водорода парниковый эффект с ростом давления быстро увеличивается, а у СО2 с определенного момента почти перестает усиливаться. При этом формирование планет с такими газовыми оболочками вполне вероятно, поскольку водород — самый распространенный элемент Вселенной, а углекислый газ — довольно тяжелый и неохотно улетучивается в космос (Венера).

Расчеты ученых показали, что при поверхностном давлении в одну атмосферу планета с параметрами Земли у звезды типа Солнца будет обитаемой при удалении от светила до 0,98 астрономической единицы. Одна астрономическая единица равна расстоянию от нашей планеты до Солнца (150 миллионов километров). Внешнюю границу зоны обитаемости для «водородной» планеты авторы нового исследования не просчитывали, но в теории она должна простираться примерно до орбиты Марса в нашей системе.

При увеличении давления до 2,5 от земного внутренняя граница зоны обитаемости ушла к 1,2 астрономической единицы. А при пяти атмосферах — дальше 1,5 астрономической единицы. Внешние границы зоны обитаемости, естественно, лежали значительно дальше. Вообще, водородные миры оказались более способными поддерживать жизнь относительно близко к звезде, чем ожидали ранее. Причиной стало затрудненное испарение воды при высоком атмосферном давлении.

В 2022 году астрономы из Цюрихского университета (Швейцария) рассчитали, что при массе суперземли, выброшенной из своей системы, в пять земных и выше, она может долго удерживать даже очень плотную водородно-гелиевую атмосферу — с поверхностным давлением от 100 до 1000 земных. В таких условия планета может иметь жидкие незамерзающие океаны только за счет внутреннего тепла и сверхмощного парникового эффекта. Причем эти океаны не замерзнут до 50 миллиардов лет подряд, что создает хороший потенциал для возникновения там простейшей жизни / © Thibaut Roger

Обычно парниковый эффект делает планету непригодной для жизни — как на Венере — через безудержный парниковый эффект. Он наступает, когда водяного пара так много, что он достигает стратосферы. В ней его легко расщепляет ультрафиолет, после чего водород уходит в космос, а кислород опускается вниз. Но при 2,5 и пяти атмосферах моря испаряются намного слабее, чем при одной.

У миров с оболочкой из чистого углекислого газа ситуация оказалась иной. Они становились слишком жаркими уже в 1,2-1,3 астрономической единицы от звезды. И уже в 1,5 астрономической единицы от светила «углекислотные» планеты неожиданно впадали в глобальное оледенение.

После этого авторы работы провели лабораторный эксперимент. Они поместили в чистый Н2 и чистый СО2 при 1, 2,5 и пяти атмосферах культуры кишечной палочки в питательной среде. Бактерия росла во всех этих газах, хотя в углекислом — заметно хуже, чем в других. Исследователи сделали вывод, что изученные ими атмосферы вполне пригодны для несложной земной жизни даже без дополнительных адаптаций.

Кишечная палочка — гетеротроф, который неважно чувствует себя в среде из углекислого газа. А вот фотосинтезирующие бактерии и лишайники в чистом углекислом газе справляются значительно лучше. По биомассе именно фотосинтезирующие организмы доминируют на Земле сегодня.

Другой важный момент: ученые анализировали границы зоны обитаемости исходя из солнечного спектра излучения звезды. Но три четверти звезд Вселенной — красные карлики, 95% энергии их излучения приходится на инфракрасную часть спектра. Близ таких звезд глобальное оледенение наступает при значительно более низких температурах, чем в нашей системе. Ведь для ИК-излучения льды темные, а значит, ледовые шапки почти не отражают лучи светила в космос.

Все это означает, что границы зоны обитаемости для таких экзотических миров могут оказаться шире, чем в научной работе, а рост земных организмов там — более быстрым, чем в проведенных экспериментах.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
15 мая
Татьяна

В Бразилии проживает более 200 миллионов человек, немалую долю которых занимают потомки иммигрантов. Колонизация с XV по XX века считается самым масштабным переселением народов в истории. Порядка пяти миллионов человек переселились туда из Европы. Столько же насильно переместили с Африканского континента. Сегодня бразильцы — это наиболее генетически разнородная нация, и одна из самых малоизученных. Поэтому неудивительно, что новая работа по результатам полногеномного анализа населения принесла целый ряд открытий.

Вчера, 10:40
Evgenia

Физики долго не могли определиться, является ли висмут топологическим материалом. Детальное исследование показало, что ученым стоит передоговориться о терминах.

2 часа назад
Березин Александр

Экс-спикер Минобороны Армении Арцрун Ованнисян в эфире армянского Общественного телевидения решил «развеять миф» о Второй мировой войне. В частности, он заявил, что выигрыш Сталинградской битвы был не спасением для страны. Напротив, если бы немцы победили, уверен он, была бы создана объединенная историческая Армения — куда вошли бы земли, сегодня удерживаемые Турцией. Так ли все было на самом деле?

15 мая
Татьяна

В Бразилии проживает более 200 миллионов человек, немалую долю которых занимают потомки иммигрантов. Колонизация с XV по XX века считается самым масштабным переселением народов в истории. Порядка пяти миллионов человек переселились туда из Европы. Столько же насильно переместили с Африканского континента. Сегодня бразильцы — это наиболее генетически разнородная нация, и одна из самых малоизученных. Поэтому неудивительно, что новая работа по результатам полногеномного анализа населения принесла целый ряд открытий.

15 мая
Николай Цыгикало

Сегодня исполнилось 38 лет с момента первого летного испытания последнего советского космического гиганта — сверхтяжелой ракеты-носителя «Энергия». Ее запустили 15 мая 1987 года. Технически успешный проект дошел до полностью рабочего изделия, безупречно выполнившего два испытательных полета. Но так и не дошел до летной эксплуатации по причинам, от него уже не зависевшим. А запуск ракеты прошел тогда безупречно, хотя и не без особенностей — и одним из участников этих испытаний был автор Naked Science. Но обо всем по порядку.

13 мая
Любовь

Самые устойчивые объекты во Вселенной — нейтронные звезды, белые карлики и черные дыры — рано или поздно исчезнут. К такому выводу пришли авторы нового исследования, показавшие, что эти сверхплотные тела испаряются под действием квантовых эффектов, возникающих в искривленном пространстве-времени, даже в отсутствие горизонта событий, который ранее считался необходимым условием для излучения Хокинга.

6 мая
Редакция Naked Science

Да, с волосами и люком все так. У космонавта Суниты Уильямс волосы на МКС плавали свободно, а у Кэти Пэрри и прочих в полете 14 апреля 2025 года — нет. Но это не значит, что суборбитального космического полета первого чисто женского экипажа не было или что он был инсценировкой. Причем, в общем-то, чтобы понять это, даже не нужно обладать специальными знаниями.

6 мая
Березин Александр

Мощнейшее отключение электроэнергии за последние 20 лет истории Европы случилось уже неделю назад, а испанские власти пока так и не объявили о его причинах. Это логично: как мы покажем ниже, ответ на вопрос, кто виноват, получится очень неполиткорректным. И, более того, противоречащим линии правящей в Испании партии. Но мы живем за тысячи километров от нее, поэтому можем себе позволить аполитичный анализ случившегося. Так что же произошло на самом деле и каковы наши шансы увидеть подобное у себя дома?

2 мая
Unitsky String Technologies Inc.

Инженеры компании UST Inc. разработали передовой рельсовый беспилотник, способный передвигаться на скорости до 500 километров в час. Юнибус U5-75304 предназначен для перевозки пассажиров и может в перспективе заменить среднемагистральную авиацию. Давайте узнаем, как конструктивные особенности обеспечивают продолжительное движение на больших скоростях, комфорт и безопасность пассажирам.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно