|
Небольшое количество планет пригодно для жизни
|
|
|
|
Для развития жизни на планете необходимы определенные химические элементы в достаточных количествах. Фосфор и азот необходимы. Фосфор жизненно важен для формирования ДНК и РНК, которые хранят и передают генетическую информацию, а также для энергетического баланса клеток. Азот является важным компонентом белков, которые необходимы для формирования, структуры и функционирования клеток. Без этих двух элементов никакая жизнь не может развиться из безжизненной материи.
|
|
|
|
Исследование, проведенное Крейгом Уолтоном, постдоком Центра происхождения и распространенности жизни в ETH Zurich, и профессором ETH Марией Шенбехлер, показало, что при формировании ядра планеты должно присутствовать достаточное количество фосфора и азота. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.
|
|
|
|
"Во время формирования ядра планеты должно присутствовать именно то количество кислорода, которое необходимо, чтобы фосфор и азот могли оставаться на поверхности планеты", - объясняет Уолтон, ведущий автор исследования. Именно так обстояло дело с Землей около 4,6 миллиарда лет назад — это был настоящий химический успех во Вселенной. Это открытие может повлиять на то, как ученые будут искать жизнь в других частях Вселенной.
|
|
|
|
|
|
|
Формирование ядра как форма космической рулетки
|
|
|
|
Когда планеты формируются, они изначально образуются из расплавленной породы. В это время происходит процесс сортировки: тяжелые металлы, такие как железо, оседают и образуют ядро, в то время как более легкие металлы образуют мантию и, позднее, кору.
|
|
|
|
Если во время формирования ядра будет присутствовать слишком мало кислорода, фосфор соединится с тяжелыми металлами, такими как железо, и перейдет в ядро. Тогда этот элемент больше не будет доступен для развития жизни. С другой стороны, слишком большое количество кислорода, присутствующего при формировании ядра, приводит к тому, что фосфор остается в мантии, а азот с большей вероятностью попадает в атмосферу и в конечном итоге теряется.
|
|
|
|
Химическая зона Златовласки
|
|
|
|
Уолтон и его соавторы продемонстрировали с помощью многочисленных моделей, что только в исключительно узком диапазоне среднеуровневых кислородных условий, известном как химическая зона Златовласки, фосфор и азот будут оставаться в мантии в достаточных количествах.
|
|
|
|
"Наши модели ясно показывают, что Земля находится именно в этом диапазоне. Если бы во время формирования ядра у нас было чуть больше или чуть меньше кислорода, нам не хватило бы фосфора или азота для развития жизни", - говорит Уолтон.
|
|
|
|
Исследователи также продемонстрировали, что во время формирования других планет, таких как Марс, уровень кислорода был за пределами этой зоны Златовласки. Это привело к тому, что в мантии планеты не было достаточного количества фосфора или азота.
|
|
Новые критерии для поиска жизни
|
|
|
|
Новые результаты могут изменить подходы ученых к поиску жизни в других частях Вселенной. До сих пор основное внимание уделялось тому, есть ли на планете вода. По словам Уолтона и Шенбехлера, это далеко не так.
|
|
|
|
Количество кислорода, доступного при формировании планеты, может означать, что многие планеты химически непригодны для жизни с самого начала, даже если на них присутствует вода и в остальном они кажутся подходящими условиями для жизни.
|
|
|
|
Поиск похожих солнечных систем во Вселенной
|
|
|
|
Астрономы могут косвенно определить эти химические условия для жизни, наблюдая за другими солнечными системами с помощью больших телескопов. Количество кислорода, необходимого для образования планет в солнечной системе, зависит от химического состава звезды-хозяина. Химическая структура звезды формирует всю планетную систему вокруг нее, поскольку планеты в основном состоят из того же материала, что и их звезда-хозяин.
|
|
|
|
Таким образом, солнечные системы, которые значительно отличаются от нашей по своему химическому составу, не являются подходящими местами для поиска жизни в других частях Вселенной. "Это делает поиск жизни на других планетах намного более специфичным. Нам следует искать солнечные системы со звездами, похожими на наше собственное солнце", - говорит Уолтон.
|
|
|
|
Источник
|
