Таинственные космические лучи непрерывно падают на Землю. Сегодня ученые подозревают, что это высокоэнергетическое излучение может определять наличие жизни на чужих планетах.
С самого начала своего открытия космические лучи вызывали особый интерес ученых. Эти заряженные атомарные частицы проходят через атмосферу Земли почти со скоростью света, обладая порой энергией почти в сто миллионов раз большей , чем частицы, искусственно созданные в самых мощных ускорителях Земли. Космические лучи — это, скорее всего, атомные ядра — в основном протоны, т . е. ядра атомов водорода .
Когда такое высокоэнергетическое излучение сталкивается с верхними слоями атмосферы, генерируются каскады производных частиц , включая мюоны, которые, проще говоря, являются немного более тяжелыми версиями электронов, которые мы знаем каждый день. Некоторые из этих частиц достигают поверхности нашей планеты и поэтому могут повреждать живые организмы — как наземные, так и водные. Ученые исследовали, как космические лучи могут повлиять на обитаемость далеких внесолнечных планет. Первоначально предполагалось, что огромное количество экзопланет , открытых за последние двадцать лет, увеличивает наши шансы найти любую форму жизни за пределами Земли. Особенно интересными оказались планеты, лежащие в так называемых обитаемых зонах вокруг своей материнской звезды, то есть на таких расстояниях от нее, что ее тепло позволяет существовать на поверхности таких планет в жидкой горке . Эти догадки возникли из-за того, что везде, где есть жидкая вода, на Земле существует жизнь.
Ученые также считают, что на обитаемость планеты влияет среднее количество радиации, которой она подвергается. Бывает и так, что планета может получать больше космических лучей от самой галактики, чем от поверхности родительской звезды. И если этого излучения слишком много, жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, не может существовать на такой планете.
Но от чего зависит количество радиации, достигающей планеты? Ученые считают, что она определяется главными факторами: силой ее магнитного поля и толщиной (или, по сути, оптической толщиной) атмосферы. У нас есть пример того, насколько важны эти ценности в самой Солнечной системе. Магнитное поле Земли отталкивает от нас большое количество радиации, защищая не только нас, но и другие формы жизни. С другой стороны, у Марса очень слабое магнитное поле и атмосфера намного тоньше, чем у Земли, что делает его особенно уязвимым для радиации. Поэтому ученые смоделировали различные примеры таких планет, от очень слабого до очень сильного поля и в то же время от практически несуществующей до чрезвычайно плотной атмосферы. Какой активный тем более важен с точки зрения сохранения жизни на планете?
Оказалось, что это толщина атмосферы планеты. Так что, даже если бы магнитное поле Земли было полностью удалено, количество радиации, достигающей поверхности, удвоилось бы — их много, но на нас это мало повлияло бы. Однако если бы это поле сохранялось, а толщина атмосферы сильно уменьшалась, например, до десятой доли, то излучение увеличивалось бы гораздо больше, что могло быть действительно опасно для жизни на Земле.
Также считается, что чужие планеты, вращающиеся вокруг красных карликов, являются хорошими целями для поиска внеземных форм жизни, ведь их материнские звезды очень широко распространены во Вселенной — до 80% всех звезд. По мнению некоторых исследователей, вращающиеся вокруг планеты также могут иметь относительно слабые магнитные поля. Так что астробиологи привыкли подозревать, что при этих слабых полях шансы найти там инопланетную жизнь совсем невелики. Однако новое исследование, кажется, предполагает, что их присутствие и сила не так важны с точки зрения жизни, как считалось несколько лет назад.
