Ученые развеяли один из популярных мифов о внеземной жизни

Надежды на то, что сложная жизнь может быть широко распространена во Вселенной, получили серьезный удар. Новое исследование ученых из Университет штата Сан-Диего показывает, что планеты земного типа у красных карликов — самых массовых звезд в Галактике — вряд ли смогут развить сложные формы жизни, подобные животным и растениям Земли. Препринт работы опубликован на портале arXiv.

Красные карлики, или M-карлики, давно считаются перспективными целями для поиска жизни. Они малы, живут триллионы лет, а их «зона обитаемости» расположена близко к звезде, из-за чего многие планеты оказываются нужного размера и температуры. Однако, как выяснилось, проблема кроется не в расстоянии и не в воде, а в свете.

Ключевым фактором эволюции сложной жизни на Земле стал фотосинтез. Именно он привел к Великому кислородному событию около 2,3 млрд лет назад, когда атмосфера начала насыщаться кислородом, создав условия для появления многоклеточных организмов. Для фотосинтеза необходим особый диапазон света — фотосинтетически активное излучение с длинами волн от 400 до 700 нанометров.

Солнце излучает достаточно света в этом диапазоне, но красные карлики — нет. Большая часть их энергии приходится на инфракрасный диапазон, практически бесполезный для земного типа фотосинтеза. Исследователи сравнили спектр таких звёзд с солнечным и смоделировали, сколько кислорода могли бы производить фотосинтезирующие микроорганизмы в подобных условиях.

В качестве ключевого примера была рассмотрена планета TRAPPIST-1e, вращающаяся вокруг знаменитого красного карлика TRAPPIST-1. Расчеты показали, что в наихудшем сценарии накопление кислорода до земных уровней заняло бы около 63 миллиардов лет — в несколько раз дольше текущего возраста Вселенной. Даже при оптимистичных допущениях, предполагающих адаптацию бактерий к необычному свету или их способность выживать почти в темноте, эволюция до уровня кембрийского взрыва все равно заняла бы более 10 миллиардов лет.

Авторы приходят к выводу, что на таких планетах кислород никогда не достиг бы значимых концентраций в атмосфере, а значит, появление сложных животных крайне маловероятно. Это не означает полного отсутствия жизни: микробные формы, не требующие высокого уровня кислорода, вполне могут существовать.

Поскольку большинство звезд в Млечном Пути — именно красные карлики, результаты работы указывают на то, что условия для сложной биологии во Вселенной могут быть куда более редкими, чем предполагалось ранее. В то же время исследование помогает сузить круг поисков: если цель — найти аналоги земной биосферы, стоит уделять больше внимания системам вокруг звезд, подобных Солнцу, способных обеспечить планеты энергией, необходимой для настоящего эволюционного «взрыва».