Поиск жизни за пределами Земли — одна из самых сложных задач современной астрономии. Тысячи уже открытых экзопланет и миллиарды потенциальных кандидатов в Млечном Пути требуют эффективных способов отбора. Новая модель, разработанная в Стэнфордском университете, предлагает отсеивать каменистые миры по способности сохранять атмосферу на протяжении миллиардов лет.

STEHM: фильтр для потенциально обитаемых планет

Модель получила название Smaller Than Earth Habitability Model (STEHM) — «Модель обитаемости планет меньше Земли». Она оценивает, может ли небольшая каменистая планета сформировать и удержать плотную атмосферу в течение геологических эпох. Это критически важно, поскольку без стабильной атмосферы планета не способна поддерживать жидкую воду, защищать поверхность от жёсткого излучения и обеспечивать относительно стабильный климат.

«Единственный способ узнать, есть ли там признаки жизни — изучать атмосферы этих планет», — отметила ведущий автор исследования Мишель Хилл.

Раньше основным критерием была принадлежность планеты к обитаемой зоне звезды — области, где температура теоретически позволяет существовать жидкой воде. Однако одного расположения недостаточно. STEHM добавляет второй важный слой анализа — способность удерживать атмосферу.

Как работает модель

Исследователи использовали симуляционный код ExoPlex и смоделировали шесть каменистых миров размером от половины до полной Земли. Они учитывали структуру планеты, вулканическую активность, внутреннее тепло и воздействие звёздного излучения.

Модель успешно прошла проверку на реальных примерах: она правильно воспроизвела толстую углекислотную атмосферу Венеры и долгосрочную потерю атмосферы Марсом.

Главные выводы

Согласно результатам, каменистые планеты размером не менее 80% от земного могут сохранять атмосферу в течение 10 миллиардов лет и больше, если они находятся в обитаемой зоне вокруг звёзд, похожих на Солнце. Планеты меньшего размера теряют атмосферу значительно быстрее, хотя миры размером около 70% Земли всё ещё могут быть обитаемыми при особо благоприятных условиях.

Важную роль играют начальное содержание углерода и элементы, генерирующие тепло и поддерживающие вулканизм. Эти факторы напрямую влияют на долгосрочную «живучесть» атмосферы.

Почему это важно для поиска инопланетной жизни

Атмосфера — ключевой индикатор возможной жизни. Именно по её химическому составу (с помощью спектроскопии) астрономы надеются обнаружить биосигнатуры. Новая модель позволит эффективнее использовать дорогое время наблюдений на мощных телескопах, отсеивая малоперспективные цели.

STEHM особенно пригодится для будущих миссий, таких как европейский космический телескоп PLATO, который будет искать каменистые планеты вокруг ближайших звёзд.

Мишель Хилл подчёркивает, что поиск жизни касается не только «где», но и «когда». Возможно, мы просто появились слишком рано в космической истории: многие планеты ещё не успели развить стабильные условия для жизни или уже их потеряли.

Вкратце

Новая модель STEHM из Стэнфорда помогает отбирать наиболее перспективные каменистые экзопланеты по способности удерживать атмосферу миллиарды лет. Планеты размером от 80% Земли в обитаемой зоне вокруг солнцеподобных звёзд — лучшие кандидаты. Модель дополняет классический критерий обитаемой зоны и позволит астрономам эффективнее тратить время телескопов на поиск признаков жизни в атмосферах далёких миров. Исследование опубликовано 4 июня в журнале Planetary Science Journal.