Главная / Космос / Внутри звезд допустили существование жизни

Внутри звезд допустили существование жизни

Ученые из Эдинбургского университета (Великобритания) допустили, что в атмосферах коричневых карликов — объектов, занимающих промежуточное положение между звездами и планетами, могут обитать живые организмы. Исследование, доступное в библиотеке электронных препринтов arXiv.org, основывается на работе американских ученых Карла Сагана и Эдвина Салпитера, опубликованной 40 лет назад.

В кубическом метре газовой оболочки Земли содержится, по разным оценкам, от тысячи до миллиона микробов, размеры пятой части из которых в поперечном сечении превышают 0,5 микрометра. Время нахождения этих микроорганизмов в атмосфере не определено, однако известно, что некоторые из них проявляют метаболическую активность, особенно в облаках. Это позволяет предположить, что в плотных атмосферах других планет могут обитать живые организмы. Кроме Земли, в Солнечной системе плотные газовые оболочки есть, например, на Венере: на высоте около 55 километров от ее поверхности температуры сравнимы с земными, и в присутствии воды, вероятно, там могли бы какое-то время обитать микроорганизмы.

В 1976 году Саган и Салпитер попробовали на примере Юпитера описать существ, которые могли бы обитать в атмосферах газовых гигантов. По мнению авторов исследования, в них, за счет конвекции (из-за внутренних источников тепла) и солнечного излучения, могла бы существовать устойчивая экосистема из четырех типов организмов. Сверху бы располагались первичные фотосинтезирующие автотрофы. Ниже — более крупные автотрофы или гетеротрофы, а также хищники. Четвертая группа организмов обитала бы в условиях крайне высоких температур.

Британские ученые пошли дальше американских и предположили, что жизнь может быть в верхних слоях атмосферы коричневых карликов спектрального класса Y — ультрахолодных планетоподобных объектов, массы которых недостаточно для поддержания продолжительного течения термоядерных реакций . Самым удачным кандидатом на обитаемость, по мнению авторов, является WISE J0855-0714. Коричневый карлик расположен на расстоянии 7,2 светового года от Земли в созвездии Гидры, в пять раз крупнее Юпитера, а температура верхних слоев его атмосферы составляет минус 23 градуса Цельсия. Это означает, что в газовой оболочке субзвездного (планетоподобного) объекта существуют облака из жидкой или замороженной воды.

Скорее всего, атмосферы ультрахолодных коричневых карликов сильно запылены. Это означает, что в них присутствуют заряженные аэрозольные частицы, которые могут обеспечить производство соединений, необходимых для жизни. О коричневых карликах спектрального класса Y известно мало, однако данные о более теплых субзвездах классов M, L и T свидетельствуют, что в них есть все химические элементы для производства аммиака, водорода, воды, метана, азота, гидросульфида аммония и сульфида натрия.

Используя модели пищевых цепочек фитопланктонов, британские авторы описали эволюцию микробной экосистемы в атмосфере небесного тела, подобного WISE J0855-0714. Модель, предложенная авторами, позволяет, по их словам, оценить вероятность выживания тех или иных организмов в различных условиях окружающей среды. Входные параметры теории следующие: верхние слои атмосферы коричневого карлика примерно на 85 процентов состоят из водорода и на 15 — из гелия, зона обитаемости расположена в верхнем слое газовой оболочки толщиной около ста километров, температура в нем меняется от минус 23 градусов Цельсия (наверху) до минус 73 (в глубине). Оценки скорости конвективного переноса газовых масс, используемые учеными, — несколько метров в секунду или же практически полное отсутствие ветра.

Представление об организмах, которые бы обитали в WISE J0855-0714, ученые почерпнули из работы Сагана и Салпитера. Типичный обитатель Юпитера или ультрахолодного коричневого карлика моделируется организмом сферической формы, который характеризуется своими радиусом и массой, а также толщиной и плотностью покрова, проницаемого для атмосферных газов. Например, плотность покрова такого микроба оценивалась учеными в 0,5-1,5 грамма на кубический сантиметр, тогда как значение этого же параметра для населяющих Землю бактерий и человека — примерно 1 грамм на кубический сантиметр. Плотность внутри оболочки, для простоты, ученые приняли равной плотности атмосферы снаружи — 0,4-1,2 миллиграмма на кубический сантиметр.

Рост размеров организмов происходит за счет потребления биомассы, а движение — только за счет конвекции. Время жизни ограничено наступлением сроков естественной смерти (половина проживших 30 суток микробов погибает) и доступом к питательным ресурсам. Вне верхнего слоя толщиной сто километров, в пределах которого в зависимости от своей массы распределены организмы, жизни нет.

Начальные условия для распространения жизни в пределах этого слоя следующие: скорость конвективного переноса — десять метров в секунду, начальное население — сто микроорганизмов с общей массой одна миллиардная грамма, распределенных радиально в слое случайным образом. Ученые рассмотрели две тысячи лет эволюции подобной экосистемы. Оказалось, что она становится устойчивой уже через несколько лет, самыми жизнеспособными организмами в этом случае оказались микробы, которые в десять раз крупнее земных (с массой десять в минус двенадцатой степени грамм и диаметром 0,0001 сантиметра).

Ученые пробовали поменять некоторые начальные условия, чтобы оценить их влияние на динамику системы в будущем. Оказалось, что уменьшение скорости конвективных потоков приводит к снижению массы организмов. В случае, когда ветров почти нет, масса существ будет сравнима с таковой для земных вирусов. Так где же искать миры с подобной жизнью?

По оценкам ученых, в Млечном Пути находится несколько миллиардов ультрахолодных карликов, из них около десяти — на расстоянии десяти парсек от Земли. Коричневые карлики могут существовать в устойчивом состоянии до десяти миллиардов лет — этого более чем достаточно, по мнению ученых, для того, чтобы в их пределах развилась примитивная жизнь. С течением времени, по мере охлаждения небесного тела, экосистема будет все больше опускаться в глубь субзвезды, что, как полагают авторы, скажется на эволюции существ.

Несмотря на кажущуюся фантастичность, работа ученых, как отметили в Science, не лишена смысла. Обнаружение подобных миров, в случае их реальности, потребует высокоточных спектральных методов, которые позволили бы отследить биологические сигнатуры, характерные для живых организмов, прежде всего метан и кислород, и отделить их от процессов неживой природы.

Источник

Загрузка...
   
        Загрузка...    
   

Посмотрите так же

Мнения ученых относительно «инопланетного» происхождения Оумуамуа разделились

Буквально на днях научная работа под авторством двух ученых из Гарвардского университета наделала шума: они заявили, …