Можливо, десь зовсім недалеко від Землі є планети, яким мільярди років більше за нашу. На перший погляд це чудові кандидати для пошуку розвинених цивілізацій. Але нове дослідження показує несподівану проблему: вік планети зовсім не гарантує, що її життя встигло пройти довгий еволюційний шлях.
Навіть дуже давні світи можуть досі залишатися на рівні мікробів, якщо рослини та інші фотосинтезуючі організми протягом мільярдів років отримували недостатньо енергії. Такого висновку дійшли дослідники під керівництвом Кріса Дауті з Університету Північної Аризони. Їхня робота опублікована в International Journal of Astrobiology.
Еволюція може залежати не лише від часу
Зазвичай здається логічним: якщо планета старша за Землю на кілька мільярдів років, то життя на ній мало набагато більше часу, щоб еволюціонувати. Але вчені пропонують дивитися на проблему інакше.
Ключовим фактором може бути не кількість років, а загальна кількість енергії, яку живі організми змогли отримати за цей час.
На Землі фотосинтез перетворює світло на хімічну енергію. Чим більше рослинності, тим більше енергії доступно екосистемам. Це створює умови для появи та розвитку складніших організмів. Тому холодний і сухий світ може залишатися еволюційно «молодим», навіть якщо за календарем він набагато старший за Землю.
Серед 29 планет знайшли лише кілька перспективних
Дослідники проаналізували 29 близьких до нас екзопланет, які потенційно можуть мати умови для існування рідкої води. Результат виявився доволі несподіваним. Лише дві планети — GJ 1061c та K2-3d — за розрахунками могли випередити Землю за передбачуваним еволюційним розвитком.
Ще три світи могли досягти приблизно такого рівня, який на Землі відповідав би мезозойській ері — часу, коли планету населяли динозаври. А для багатьох інших планет сценарій зовсім інший: навіть якщо життя там існує мільярди років, воно може залишатися переважно мікробним.
Чому червоні карлики можуть не допомогти
Особливу увагу вчені приділили планетам біля червоних карликів. Це найпоширеніший тип зір у Чумацькому Шляху, а деякі їхні планети вважаються цікавими кандидатами для пошуку життя. Проблема в тому, що такі світи часто отримують набагато менше світла, ніж Земля.
До того ж частина планет може бути приливно заблокованою: одна сторона постійно повернута до зорі, а інша залишається вічною ніччю. У такому випадку фотосинтез потенційно може працювати лише на частині поверхні. Отже, виникає парадокс: планета може бути старшою за Землю на мільярди років, але за весь цей час її організми могли отримати значно менше енергії.
TRAPPIST-1e може бути набагато «молодшою», ніж здається
Особливо показовим виявився розрахунок для TRAPPIST-1e, яка розташована приблизно за 40 світлових років від Землі. За моделлю дослідників, потенційна кількість вуглецю, яку фотосинтез міг би зв’язати за всю історію цієї планети, становить лише близько 21% від земного показника.
Це означає, що попри значно більший вік, планета могла залишатися на еволюційному рівні, який відповідає дуже раннім етапам розвитку життя на Землі. Один із дослідників припустив, що за такого сценарію TRAPPIST-1e могла б перебувати лише на мікробній стадії еволюції. Втім, це не означає, що вчені встановили справжній стан життя на планеті. Це результат моделювання.
Усе може змінити атмосфера
Є важливе «але». Атмосфера екзопланети здатна радикально змінити її температуру, кількість опадів і доступність світла. А отже, вона може повністю змінити й умови для фотосинтезу. Саме тому майбутні спостереження, зокрема за допомогою космічного телескопа James Webb, можуть допомогти перевірити ці припущення.
Модель також виходить із припущення, що життя на інших планетах розвивається приблизно за сценарієм Землі. Якщо інопланетна біологія працює інакше, результати можуть бути зовсім іншими.
Прибульці можуть бути не в тропічному раю
Цікаво, що головним обмеженням для розвитку життя на багатьох перспективних планетах дослідники називають не світло і навіть не температуру, а нестачу опадів. Це добре видно на прикладі Землі: пустелі можуть отримувати багато сонячного світла, але без води рослинність залишається обмеженою.
Тому якщо розумні істоти десь і виникли, їхні екосистеми можуть більше нагадувати сухі земні ландшафти, ніж густі тропічні ліси. Дослідники навіть порівнюють можливі світи з фантастикою: за екологічними умовами вони можуть бути ближчими до «Дюни», ніж до «Аватара».
І це повертає нас до знаменитого парадоксу Фермі: якщо у Всесвіті так багато планет, де життя теоретично можливе, то де всі розвинені цивілізації?
Можливо, відповідь значно простіша, ніж здається. Вони можуть бути не далеко від нас — просто на більшості сусідніх світів еволюція ще навіть не встигла дістатися до складного життя.