|
Перспективы эволюции жизни на планетах-гикеанах
|
|
|
|
Название «гикеан» (hycean) означает, что планета, во-первых, представляет собой глобальный океан, причем океан именно воды, во-вторых, обладает богатой водородом атмосферой: hy в этом слове подразумевает hydrogenium — «водород» по-латыни. Наличие океана, то есть воды в жидком состоянии, автоматически означает, что планета находится в так называемой зоне потенциальной обитаемости — на том идеальном расстоянии от звезды, где не слишком жарко и не слишком холодно. Поскольку чаще всего их находят очень близко к своим звездам, есть подозрение, что их вода довольно сильно разогрета. По крайней мере, на дневной стороне.
|
|
|
|
Первой открытой планетой такой обнадеживающей разновидности стала K2-18 b, расположенная в 124 световых годах от Земли, в созвездии Лев. Она принадлежит маленькой и тусклой звезде — красному карлику — и держится вдвое ближе к нему, чем Меркурий к Солнцу, всего в 24 миллионах километров. Таким образом, каждый ее годовой оборот занимает всего 33 земных дня.
|
|
|
|
По массе эту экзопланету можно отнести к суперземлям: она в 8,6 раза «тяжелее» Земли, а в размерах в 2,7 раза превосходит нашу планету. Такое соотношение массы и радиуса означает, что планета явно не каменистая, но и не газовая. Ее средняя плотность — 2,4 грамма на кубический сантиметр, то есть вдвое с небольшим превышает плотность воды. Астрономы пришли к выводу, что это водяной шар с более плотной центральной частью. Когда в ее атмосфере по спектру проходящего через нее света «увидели» изобилие водорода, появилась идея дать таким мирам отдельное название.
|
|
|
|
|
|
|
Сейчас их уже наблюдают более десятка. Правда, не для всех официально подтвержден статус гикеана. Но дело в том, что достоверно распознанная в этом качестве K2-18 b в 2023 году в буквальном смысле лишила сна своих первооткрывателей.
|
|
|
|
Экзопланету тогда понаблюдали с помощью орбитальной обсерватории «Джеймс Уэбб», в насыщенной паром атмосфере удалось обнаружить не только, к примеру, метан и углекислый газ, но и диметилсульфид. Последнее вещество особенно примечательно, потому что на Земле его в заметных количествах производят только живые организмы: морской фитопланктон и некоторые бактерии. Этот газ знаком, наверное, каждому человеку, если хоть раз доводилось наслаждаться бодрящим запахом моря.
|
|
|
|
Именно это породило мысли о возможной жизни в таких глобальных внеземных морях. Недавно первооткрыватель K2-18 b, профессор Никку Мадхусудхан (Nikku Madhusudhan) из Кембриджского университета (Великобритания), вместе с коллегой-зоологом Эмили Митчелл (Emily G. Mitchell) рассчитал возможный ход эволюции на планетах-гикеанах. Результатами ученые поделились в статье, выложенной на сервере препринтов Корнеллского университета (США).
|
|
|
|
Исследователи взяли за основу несколько максимально примитивных организмов с самыми подходящими свойствами. Например, микроскопическую диатомовую водоросль хаэтоцерос и так называемых динофлагеллятов, тоже представителей фитопланктона — именно они и производят диметилсульфид. Но в качестве главного «модельного» организма ученые выбрали одну из древнейших бактерий на Земле — палочку Aquifex aeolicus. Она интересна прежде всего тем, что живет возле подводных вулканов и гидротермальных источников. Комфортнее всего ей в воде с температурой от плюс 85 градусов Цельсия.
|
|
|
|
Требовалось понять, в каких условиях и в какие сроки нечто подобное могло бы развиться на целой «гидротермальной» планете. Предполагают, что в самом начале эволюции жизни на Земле средние глобальные температуры составляли плюс 20,8 градуса Цельсия, что на несколько градусов теплее, чем сейчас. Ученые решили отталкиваться от этой изначальной земной погоды и сравнивать, что должно происходить, если на другой планете будет теплее или холоднее.
|
|
|
|
Оказалось, что потепление лишь на пять градусов мгновенно ускоряет развитие новых организмов в полтора раза, а если к этому прибавить еще 10 градусов, то эволюция идет быстрее уже в три с половиной раза. Соответственно, похолодание значительно ослабляет эволюционный процесс: если «отнять» 15 градусов, скорость видоизменения организмов будет составлять лишь четверть от той, которая принята за норму.
|
|
|
|
В целом по расчетам вышло, что при температуре на 10 градусов выше изначальной земной основные группы одноклеточных разовьются уже через миллиард с небольшим лет после зарождения жизни как таковой. «Обратная» ситуация, то есть понижение на 10 градусов по сравнению с «нормой», замедляет появление этих одноклеточных на несколько миллиардов лет. А поскольку мы уже поняли, что гикеаны, видимо, горячие, эти результаты — хорошая новость для астробиологов. Стоит упомянуть, что такие планеты в основном наблюдают возле красных карликов, а эти звезды «горят» от сотен миллиардов до триллиона лет.
|
|
|
|
Источник
|
