Несмотря на то, что наука об экзопланетах значительно продвинулась за последние десятилетие или два, мы все еще находимся в неудачной ситуации. Ученые могут делать обоснованные предположения о том, какие экзопланеты могут быть обитаемы. Даже самая близкая экзопланета находится на расстоянии четырех световых лет, и хотя четыре — небольшое целое число, расстояние огромно.
Однако это не мешает ученым попытаться собрать вещи воедино. Один из наиболее важных вопросов в науке об экзопланетах и их обитаемости касается красных карликов. Красных карликов много, и исследования показывают, что они содержат множество планет. В то время как газовые гиганты, такие как Юпитер, относительно редки среди красных карликов, другие планеты — нет. Данные наблюдений показывают, что около 40% красных карликов содержат в своих обитаемых зонах планеты-суперземли.
У красных карликов есть несколько преимуществ, когда дело доходит до обитаемости экзопланет. Эти звезды с малой массой имеют чрезвычайно долгую продолжительность жизни, а это означает, что высвобождение энергии стабильно в течение длительного периода времени. Насколько мы можем судить, это благо для потенциальной обитаемости и эволюции сложной жизни. Стабильность дает жизни шанс реагировать на изменения и упорствовать в своих нишах.
Но у красных карликов есть и темная сторона: вспышка. Все звезды в той или иной степени вспыхивают, даже наше Солнце. Но вспышка Солнца даже не может сравниться со вспышкой красного карлика. Красные карлики могут дуть настолько мощно, что могут удвоить свою яркость за очень короткий промежуток времени. Есть ли способ выжить на планетах красных карликов?
Новое исследование ученых из Португалии и Германии изучает этот вопрос. Чтобы проверить идею обитаемости экзопланеты красного карлика, исследователи использовали распространенный тип плесени и подвергли ее моделируемому излучению красного карлика, защищенному только моделируемой марсианской атмосферой.
Аспергилл чёрный повсеместно встречается в почве и широко известен черной плесенью, которую он может вызвать на некоторых фруктах и овощах. Это также плодовитый производитель меланина. Меланин очень эффективно поглощает свет, а у людей меланин вырабатывается под воздействием УФ-излучения и затемняет кожу. Меланины широко распространены в природе, и экстремофилы используют их для защиты. Меланин может рассеивать до 99,9% поглощенного ультрафиолета. Ученые полагают, что появление меланинов могло сыграть решающую роль в развитии жизни на Земле, защитив организмы от вредного излучения Солнца.
По сути, это исследование задает довольно простой вопрос. Может ли Аспергилл чёрный пережить вспышку красного карлика, когда он защищен тонкой атмосферой, такой как марсианская? Проксима Центавра (далее PCb) и TRAPPIST-1 (далее T1e) являются хорошо известными красными карликами в науке об экзопланетах, поскольку в их обитаемых зонах находятся каменистые экзопланеты. В этом исследовании основное внимание уделяется PCb и T1e. Вероятно, обе они имеют температуру, позволяющую жидкой воде существовать на их поверхности, при условии правильных свойств атмосферы. И PCb, и T1e, вероятно, также имеют допустимую радиационную среду.
Невозможно идеально смоделировать состояние поверхности этих планет, но исследователи могут приблизиться к этому, используя так называемую равновесную температуру. Измерить вспышку звезды проще, поскольку ее можно точно наблюдать с больших расстояний. Производство меланина у Аспергилла чёрного также хорошо изучено. Работая со всеми тремя факторами, исследователи смогли смоделировать, как плесень будет развиваться на поверхности обитаемой зоны планеты вокруг красного карлика.
Результаты показывают, что Аспергилл чёрный сможет выжить в условиях интенсивной радиации, которая может стерилизовать поверхности экзопланет красных карликов. Не в случае прямого воздействия, а в том случае, если он находится всего в нескольких миллиметрах от почвы или воды. «Если бы рентгеновские лучи от вспышек не были ослаблены, они, скорее всего, стерилизовали бы поверхность всех изученных экзопланет. Однако микроорганизмы, способные выжить под поверхностью, не будут подвержены влиянию большинства экзогенных источников радиации, находящихся на глубине нескольких миллиметров почвы или воды», — объясняют исследователи.
Меланин играет решающую роль в их потенциальном выживании, заключают авторы. «Кроме того, было показано, что растворы, богатые меланином, очень полезны для выживания и прорастания спор Аспергилла чёрного, особенно при обработке высокими дозами УФ- и рентгеновского излучения».
Продолжается научная дискуссия по поводу обитаемости экзопланет у красных карликов, при этом вспышка играет важную роль. Но это исследование показывает, что, возможно, еще слишком рано списывать со счетов красные карлики, а также проливает свет на то, как могла развиваться жизнь на Земле.
«Эти результаты дают представление о том, как формы жизни могут переносить вредные события и условия, распространенные на экзопланетах, и какую роль меланин мог сыграть в зарождении и эволюции жизни на Земле и, возможно, в других мирах».
