Какую роль может играть взаимосвязь между кислородом (O₂) и озоном (O₃) в атмосферах экзопланет для обнаружения биосигнатур? На этот вопрос пытается ответить исследование, представленное в журнале Astronomy & Astrophysics, где международная группа учёных изучает новые методы выявления и анализа атмосфер, похожих на земную.
Исследование доступно на сервере препринтов arXiv
Это исследование может помочь учёным разработать новые методы выявления биосигнатур экзопланет и, возможно, жизни в том виде, в каком мы её знаем.
Для исследования учёные использовали серию климатических моделей
В исследовании учёные использовали серию климатических моделей, чтобы изучить, как O₃ может быть использован для идентификации O₂ из-за их нелинейной взаимосвязи. Это означает, что данные следуют изогнутой форме, а не прямой линии. То есть низкие уровни O₂ соответствуют низким уровням O₃ и наоборот.
Климатические модели включали все типы звёзд, в том числе:
* размеры (от наибольшего к наименьшему: O, B, A, F, G, K, M);
* температурную классификацию (от 0 до 9);
* текущее состояние эволюции (римские цифры от 0 до VI), в том числе, является ли звезда звездой главной последовательности (обозначается цифрой V). Для сравнения, наше Солнце — звезда класса G2V.
Это исследование — третья статья в серии работ той же группы учёных
Цель серии — использовать O₃ для идентификации O₂ в атмосферах, похожих на земную. В первой статье изучалась общая взаимосвязь между O₂ и O₃, во второй — влияние закиси азота (N₂O) на взаимосвязь между O₂ и O₃, а в этой — влияние метана (CH₄) на взаимосвязь между O₂ и O₃.
В итоге учёные обнаружили, что флуктуирующие уровни CH₄ изменяют взаимосвязь между O₂ и O₃, но в значительной степени это зависит от количества O₂ и звезды-хозяина, особенно от её температуры.
Кроме того, команда обнаружила, что в модельных сценариях с высоким уровнем CH₄ и O₂, вращающихся вокруг звёзд с более высокими температурами, CH₄ преобразуется в воду (H₂O), что изменяет температуру атмосферы и влияет на количество O₃.
Потенциальные экзопланеты земного типа
Из почти 6 тысяч подтверждённых экзопланет в настоящее время существует несколько десятков примеров потенциальных экзопланет земного типа, включая Kepler-186f, Kepler-1649c и TRAPPIST-1e. Они расположены примерно в 580, 186 и 301, и 40 световых годах от Земли соответственно.
Все эти экзопланеты вращаются вокруг звёзд типа M, которые меньше и холоднее нашего Солнца. Более чем половина потенциальных экзопланет земного типа вращается вокруг звёзд типа M. Это изменило представление о том, где можно обнаружить миры, похожие на Землю, поскольку наше Солнце — звезда типа G.
Однако, хотя звёзды типа M меньше и холоднее, они также имеют более длительный срок службы, чем звёзды типа G. В то время как у звёзд типа G срок службы составляет примерно 10 миллиардов лет, предполагается, что у звёзд типа M он может составлять от сотен миллиардов до триллионов лет, что увеличивает вероятность существования жизни на экзопланетах, вращающихся вокруг звёзд типа M.
Предоставлено Universe Today