Если массивные планеты находятся на приличном удалении от своей звезды, они могут сохранять атмосферу и воду невероятно долго. Если они оказались выброшены из материнской системы — то дольше, чем существует Вселенная.
©NASA Ames, JPL-Caltech
Условия на Земле стали подходящими для жизни несколько миллиардов лет назад, и еще через несколько миллиардов лет она снова станет необитаемой. Однако некоторые экзопланеты, массивные суперземли, теоретически способны поддерживать жизнь намного дольше, иногда — более 80 миллиардов лет. К такому выводу пришли авторы новой статьи, опубликованной в журнале Nature Astronomy.
Суперземлями называют крупные экзопланеты с твердой поверхностью массой до 10 масс Земли — в разы крупнее нашей, но меньше, чем у небольших газовых планет, подобных Нептуну. В Солнечной системе суперземель нет — возможно, появиться такой планете помешал Юпитер, «проглотивший» ее зародыш. Однако телескопы обнаруживают немало суперземель у других звезд Млечного Пути. Мол Луис (Mol Lous) и ее коллеги из Цюрихского университета (Швейцария) рассмотрели подкласс «холодных суперземель», которые вращаются на приличном удалении от своих звезд и сохраняют умеренную температуру.
Расчеты показывают, что такие прохладные миры способны удерживать первичную атмосферу (состоящую в основном из водорода и гелия) на протяжении миллиардов лет, причем плотность ее в 100-1000 раз больше земной. Под этой плотной оболочкой на поверхности может существовать жидкая вода, а новое моделирование показало, что она способна сохраняться на протяжении очень долгого срока, более чем достаточного для появления и развития жизни.
Стоит заметить, что поиски экзопланет обычно ведут по изменениям блеска или точного положения звезды, которые вызываются вращением близкой планеты. Поэтому большинство найденных телескопами суперземель имеют довольно тесные орбиты, а новое исследование было проведено теоретически — без наблюдений, с использованием лишь математических моделей. Швейцарские астрономы провели более тысячи симуляций эволюции суперземель разной массы, с разными атмосферами и орбитами вокруг звезд солнечного типа.
Работа показала, что слишком тесная орбита приводит к постепенной эрозии и потере атмосферы под действием потока частиц звездного ветра. Однако на достаточном удалении — большем, чем орбита Марса в Солнечной системе — водородно-гелиевая атмосфера способна не только сохраняться долгое время, но и нагревать планету за счет парникового эффекта. По оценкам ученых, в таком состоянии суперземля способна оставаться пять-восемь миллиардов лет, пока ее материнская звезда не приблизится к последним этапам жизни и не начнет превращаться в красного гиганта.
Впрочем, возможны и более экзотические варианты. Случайная игра гравитации способна выбросить суперземлю прочь из ее материнской системы и отправить в свободный полет в виде «планеты-сироты», не связанной ни с какой звездой. Расчеты говорят о том, что при достаточной массе (10 земных) и достаточно плотной атмосфере такая одинокая суперземля может оставаться потенциально обитаемой невероятные 84 миллиарда лет. Этот срок намного превышает возраст нашей Вселенной и весь срок, в течение которого в ней будут существовать звезды.
Жизнь на свободнолетящей суперземле должна резко отличаться от нашей. Если она развилась на такой планете, то адаптировалась к ее условиям, совершенно непохожим на земные, с отсутствием света и огромным атмосферным давлением. Впрочем, и на нашей планете известны почти изолированные экосистемы, существующие в похожих условиях, — например, у «черных курильщиков» на дне океанов. Основным источником энергии для местных организмов выступает не фотосинтез, а хемосинтез, и в свете они не нуждаются.
Комментарии
Вроде бы и рассказали что-то, но главную деталь проигнорировали. За счёт чего жизнь на таких планетах может существовать столь долгое время? Откуда ей в межзвёздном пространстве брать энергию? Не может же она за счёт одной массы сохраняться. Да и радиоактивные металлы в ядре десять раз успеют распасться за столько лет, перестав подогревать изнутри.
Возможно, за 80 или более миллиардов лет их жители наверняка разовьются достаточно, чтобы не зависеть от энергии планеты, а генерировать ее самим. Ну или банально успеют адаптироваться к холодным условиям биологически.
Понимаешь ли, это не то, что было бы в принципе возможно. Когда вокруг под -100 градусов температуры, а то и ниже, адаптироваться уже как-то не из чего. При таких условиях невозможно главное условие для жизни – химические реакции.
если жизнь успеет стать разумной и освоит ядерные и термоядерные реакции то всё возможно
Наверное, это один из самых грустных раскладов жизни: оказаться выброшенным за пределы звёзд, других планет и вселенной, и продолжать жить, зная, что больше никого нет и не будет, оставаться одним на последнем тёмным и холодным куске остатков жизни Вселенной...
Ну кто знает может за такой период жители найдут способ мигрировать в другую вселенную или создать новую. Может именно в этом и состоит предназначение разума - прокрутить колесо жизни еще на один оборот.
Что-то мне сомнительным кажется эволюция в таких условиях, где все ровно, темно и грустно. Эволюция на земле более успешна благодаря наклону оси, смене дня и ночи, зимы и лета, где есть всегда гонка за выживание и приспосабливпние к условиям. А там где все ровно ... сомневаюсь, если только прилетит спора какая, и будут жить полтора вида бактерий. 84ярда лет