Новое захватывающее исследование НАСА значительно расширило горизонты наших поисков внеземной жизни. Исследование показало, что 17 экзопланет — миров, расположенных за пределами нашей Солнечной системы, — потенциально могут иметь под своей ледяной поверхностью океаны жидкой воды. Это открытие имеет глубокие последствия для нашего понимания возможностей жизни за пределами Земли.

Исследовательская группа, применяя новаторский подход, рассчитала активность гейзеров на этих экзопланетах. Это первая в своем роде оценка, предлагающая новый метод наблюдения за признаками жизни на далеких мирах. Интересно, что две из этих экзопланет находятся достаточно близко, чтобы можно было наблюдать за потенциальными извержениями с помощью телескопа.

Экзопланеты, океаны и «обитаемая зона»

Традиционно в поисках внеземной жизни основное внимание уделяется экзопланетам, обитающим в «пригодной для жизни зоне» своих звезд. Эта зона определяется диапазоном расстояний, на которых на поверхности планеты может существовать жидкая вода.

Однако данное исследование предполагает, что жизнь может существовать и на планетах за пределами этой зоны, если они обладают океанами под ледяной коркой, подогреваемой изнутри. Эта теория подтверждается примерами в нашей Солнечной системе, такими как луна Юпитера Европа и луна Сатурна Энцелад.

Доктор Линнэй Квик из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, ведущий автор исследования, объясняет: «Наш анализ показывает, что эти 17 миров могут иметь покрытую льдом поверхность, но получать достаточно внутреннего тепла от распада радиоактивных элементов и приливных сил от своих звезд-хозяев, чтобы поддерживать внутренние океаны».

Этот внутренний нагрев также может приводить к криовулканическим извержениям, подобным гейзерам. Д-р Квик продолжает: «Благодаря внутреннему нагреву все планеты в нашем исследовании могут демонстрировать криовулканические извержения в виде гейзероподобных шлейфов». 

Оценка условий на экзопланетах

Команда пересчитала оценки температуры поверхности каждой экзопланеты, используя в качестве модели известную яркость поверхности и другие свойства Европы и Энцелада. Они рассчитали общий внутренний нагрев этих экзопланет, проанализировав форму их орбит, чтобы определить приливное тепловыделение, и добавили ожидаемое тепло от радиоактивной активности.

Эти расчеты температуры поверхности и общего нагрева определили толщину ледяных слоев на каждой экзопланете, поскольку океаны под ними охлаждаются и замерзают на поверхности, получая тепло изнутри. Затем команда сравнила эти данные с характеристиками Европы, используя гейзерную активность Европы в качестве консервативного базового показателя для оценки гейзерной активности на экзопланетах.

Активность гейзеров: маркер для обнаружения жизни

Согласно прогнозам команды, температура поверхности этих экзопланет на 60 градусов по Фаренгейту (16 градусов по Цельсию) холоднее, чем предполагалось ранее. Предполагаемая толщина ледяного панциря значительно варьируется: от примерно 190 футов (58 метров) для Проксимы Центавра b и одной мили (1,6 километра) для LHS 1140 b, до 24 миль (38,6 километра) для MOA 2007 BLG 192Lb.

Это сравнимо со средним значением 18 миль (почти 29 километров) для ледяной оболочки Европы.

Прогнозируемая активность гейзеров также имеет широкий диапазон, начиная от всего лишь 17,6 фунтов в секунду (около 8 кг/с) для Kepler 441b, увеличиваясь до 639 640 фунтов в секунду (290 000 кг/с) для LHS 1140b и достигая ошеломляющих 13,2 млн фунтов в секунду (6 млн кг/с) для Proxima Centauri b.

Эти цифры контрастируют с активностью гейзеров Европы, которая оценивается в 4400 фунтов в секунду (2000 килограммов в секунду).

Доктор Квик, представляя свои исследования на заседании Американского геофизического союза, подчеркнула возможность обнаружения геологической активности на этих экзопланетах по активности их гейзеров.

Когда экзопланеты, такие как Проксима Центавра b и LHS 1140 b, проходят перед своими звездами, телескопы могут наблюдать, как водяной пар приглушает или блокирует свет звезды. Такое спорадическое обнаружение водяного пара может свидетельствовать о криовулканических извержениях, давая ключ к разгадке обитаемости планет.

Для планет, не пересекающих свои звезды с нашей точки зрения, современные телескопы могут обнаружить активность гейзеров по свету, отраженному от экзопланеты. Такие наблюдения могут выявить состав гейзеров, что позволит оценить потенциал этих далеких миров для поддержания жизни.

Таким образом, данное исследование НАСА не только открывает новые возможности для поиска внеземной жизни, но и ставит под сомнение наше понимание того, где во Вселенной может существовать жизнь. Благодаря продолжающимся исследованиям и технологическому прогрессу мы все ближе подходим к ответу на извечный вопрос: одиноки ли мы во Вселенной?

Полная версия исследования была опубликована в журнале The Astrophysical Journal.