Звезды становятся все более богатыми металлами, и, вопреки прежним предположениям, это может не увеличить, а уменьшить шансы для существования жизни на планетах вокруг них.
Факторы, которые делают звезду подходящей для жизни на окружающих планетах, сложны, и новое исследование показывает, что то, что мы считали преимуществом – высокое содержание металлов – может оказаться недостатком. А если это так, то мы сосредоточили наши поиски планет, пригодных для жизни, не в тех местах. Что еще более тревожно, это означает, что перспективы жизни, вырвавшейся из океанов, могут быть не очень радужными.
Ранняя Вселенная состояла всего из трех элементов: много водорода, немного гелия и еще немного лития. Первые звезды состояли исключительно из этих элементов и при жизни они производили другие легкие элементы, а при смерти – более тяжелые. В результате смерти эти элементы, которые астрономы называют металлами (все, что тяжелее водорода и гелия), даже если химики так не считают, распространялись по галактикам, чтобы стать частью будущих поколений звезд.
Поэтому обилие металлов считается одной из важнейших звездных характеристик, и по этой причине, чтобы найти самые первые звезды ранней Вселенной, ищут звезды с низким содержанием металлов. Однако, согласно новому исследованию, есть еще одна причина для поиска) бедных металлами звезд: их планеты с большей вероятностью обладают необходимой защитой, которая может позволить жизни развиваться.
А ведь совсем недавно очень бедные металлами звезды считались малопригодными для жизни. Если звезда формировалась без металлов, то и ее планеты, вероятно, тоже, что позволяло существовать только газовым гигантам, а не скалистым мирам, таким как Земля. Больше металлов (к которым астрономы относят кислород, углерод и кремний, простите, химики) означает больше шансов на возникновение мира, подобного тому, который мы называем своим домом. Следовательно, если звезды с низким содержанием металлов ценятся для космической археологии, то в поисках жизни приоритет отдается звездам с высоким содержанием металлов.
Однако доктор Анна Шапиро из Института Макса Планка по исследованию Солнечной системы и ее соавторы утверждают, что при этом упускается важный момент. Жизнь на Земле зависит от тонкого слоя озона, который предотвращает стерилизацию поверхности ультрафиолетовым излучением.
“Мы хотели понять, какими свойствами должна обладать звезда, чтобы ее планеты могли сформировать защитный озоновый слой”, – говорится в заявлении Шапиро. Этот вопрос считался особенно важным после того, как предыдущее исследование показало, что яркость многих звезд, похожих на Солнце, варьируется больше, чем у Солнца, что делает ультрафиолет еще более серьезной угрозой.
Но бедные металлами звезды испускают больше ультрафиолетового излучения, чем их богатые металлами собратья, обнаружили авторы. А значит, логичнее предположить, что вероятность наличия жизни вокруг них меньше, но есть одна загвоздка. Ультрафиолетовое излучение охватывает широкий диапазон длин волн, и озон в нашей атмосфере образуется под воздействием ультрафиолета С, а разрушается под воздействием ультрафиолета В. Это соотношение имеет решающее значение и гораздо более благоприятно в звездах, бедных металлами.
“Вопреки сложившимся убеждениям, бедные металлами звезды должны обеспечивать более благоприятные условия для возникновения жизни”, – заключает Шапиро. Жизнь может зародиться в океанах, которые сами выступают в качестве ультрафиолетового щита, на звездах, более богатых металлами, чем Солнце, но зарождение жизни на суше может оказаться слишком затруднительным”.
Хотя работа дает подсказку о том, куда следует направить усилия по поиску обитаемых планет, в ней есть доля экзистенциального страха.
Одно из объяснений парадокса Ферми заключается в том, что до недавнего времени единственные звезды в галактике, достаточно богатые металлами, чтобы иметь подходящие планеты, находились вблизи центра. А там взаимодействия между звездами настолько часты, что планеты могут быть разрушены относительно быстро. Возможно, Солнце – одна из первых звезд, достаточно богатых металлами, чтобы иметь подходящую планету.
Эта работа, если она выдержит повторный анализ, переворачивает все с ног на голову и предполагает, что жизни все труднее и труднее развиваться по мере того, как все больше планет стерилизуется жестким ультрафиолетовым излучением. Поэтому если человечество уничтожит себя (разрушив этот драгоценный озоновый слой), то шансов на перезагрузку может и не быть.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Читайте также: Вселенная – это голограмма: Последняя теория Стивена Хокинга, объясненная его ближайшим соратником