AllDaily Астрономы пришли к выводу, что возможность возникновения и развития сложной жизни на планетах, обращающихся вокруг красных карликов, существенно ограничена. Исследование, опубликованное на сервере препринтов Корнеллского университета, показывает, что уровень фотосинтетически активного излучения этих звезд составляет лишь 0,9% от солнечного, что в 110 раз меньше энергии, необходимой для полноценного земного фотосинтеза. В результате, даже планеты в «зоне обитания» получают недостаточно энергии для развития сложной жизни, исключая быструю формирование кислородных атмосферы и появление разумных существ.
Почему красные карлики вызывают опасения для развития жизни
Основная причина — низкая интенсивность их излучения. Ранее ученые предполагали, что вспышки звезд, приливное захваты и атмосферные процессы могут затруднить обитание планет. Однако исследования показали, что атмосферы многих планет всё же сохраняются, а приливной захват не обязательно лишает планету обитателей, благодаря атмосферной циркуляции, позволяющей избегать экстремальных температур.
Тем не менее, уровни света вокруг красных карликов значительно ниже, чем нужно для развития богатой кислородом атмосферы за счет фотосинтеза. По расчетам, даже при минимальных условиях для формирования кислородной атмосферы — около 63 миллиардов лет — соответствующий возраст возможной сложной жизни превысит возраст Вселенной. Это показывает, что красные карлики маловероятно станут местом появления сложных организмов, что бросает вызов парадоксу Циолковского-Ферми: несмотря на большое число планет, мы не наблюдаем развитых цивилизаций.
Могут ли растения и микроорганизмы адаптироваться к низкому уровню излучения
Некоторые фотосинтезирующие бактерии, не выделяющие кислород и использующие инфракрасное излучение до 1100 нанометров, теоретически способны получать в 22 раза больше энергии, чем Земля. Это увеличивает шансы микроорганизмов на развитие и насыщение атмосферы кислородом. Однако, фотосинтез без выделения кислорода не приведет к его накоплению, что усложняет формирование кислородной атмосферы вообще.
Также стоит отметить, что разные организмы имеют разную чувствительность к уровню освещения. Например, микроводоросли, обитающие под льдом, способны осуществлять фотосинтез при освещенности, в десятки тысяч раз ниже солнечного дня. Это говорит о том, что микробные сообщества могут существовать и на планетах вокруг красных карликов при очень низкой освещенности, а такие процессы, как насыщение кислородом, вполне возможны.
Основные трудности для возникновения сложной жизни
Несмотря на возможность существования микробов, развитие сложных существ на планетах у красных карликов затруднено из-за длительности необходимых этапов. Подсчеты показывают, что для появления полноценной кислородной атмосферы и развитых экосистем потребуется 1-5 миллиардов лет — срок, значительно превосходящий возраст известных звездных систем и даже всей Вселенной. Поэтому, в обозримом будущем, эти планеты маловероятно станут местом для развития высокоразвитых форм жизни.
Общий вывод и контекст
Обнаруженные оценки числа потенциально обитаемых планет в галактике — примерно пять миллиардов — свидетельствуют о высокой вероятности наличия землеподобных миров. Однако, условия на планетах у красных карликов, связанные с низкой энергоэффективностью звездного излучения, значительно снижают вероятность развития сложной жизни. Эти выводы требуют пересмотра гипотез о распространенности разумных цивилизаций: отсутствие признаков высокоразвитого разума может быть связано именно с характеристиками звёзд этого типа.
