Планеты в системах красных карликов могут насыщаться кислородом намного эффективнее Земли, пишут астрофизики в недавней статье. Они попытались выяснить, как происходило бы в таких мирах событие, которое кардинально изменило ход эволюции и привело к появлению человечества — Великая кислородная катастрофа.
Как установили геологи, она произошла на Земле примерно 2,4 миллиарда лет назад. До этого жизнь на планете была исключительно примитивной, в основном одноклеточной и анаэробной, то есть не нуждалась в кислороде. По основной версии, все кардинально изменилось с появлением синезеленых микроводорослей — цианобактерий: именно они первыми начали вырабатывать кислород в ходе фотосинтеза.
В первые сотни миллионов лет после этого особых изменений на планете не ощущалось: породы земной коры постоянно окислялись и таким образом вбирали в себя этот заполняющий атмосферу газ. Но в какой-то момент настал предел этой их способности, и кислород перестал удаляться из воздуха.
Тогда и наступило то самое Великое кислородное событие: живым существам нужно было либо научиться пользоваться новым для них веществом, либо погибнуть. Большинство приспособиться не смогли, но выжившие стали активнее развиваться — кислород оказался очень выгоден для получения энергии в ходе биохимических процессов.
Астрофизики объяснили, что во многом «спусковым крючком» этой революции послужило формирование в стратосфере озонового слоя, а это происходило и по сей день происходит под действием солнечного ультрафиолетового излучения: именно оно заставляет часть молекул О2 распадаться на атомы, которые затем соединяются с другими такими же молекулами и образуют О3. Озоновая прослойка ограждает от ультрафиолета нижележащий кислород и тем самым спасает его от распада. Именно поэтому человечество так беспокоится о ее состоянии.
Так вот, красные карлики тоже испускают ультрафиолет, но он по своему диапазону отличается от солнечного. По словам ученых, за счет этого озон на планетах таких звезд должен образовываться легче, то есть при гораздо более низкой концентрации кислорода. И этот естественный атмосферный щит помогает дальнейшему накоплению кислорода на планете.
Для рассмотрения такого гипотетического развития событий в качестве примера использовали экзопланету TRAPPIST-1e в знаменитой одноименной системе красного карлика в 39 световых годах от нас. Это семейство прозвали гороховым стручком: там наблюдаются целых семь очень похожих друг на друга землеподобных миров.
Планета «е» среди них — самая многообещающая благодаря своему удачному расположению: она держится на том расстоянии от своего солнца, где больше всего шансов на долгосрочное сохранение воды в жидком состоянии на поверхности.
Как выяснилось, в случае запуска фотосинтеза кислородная революция на TRAPPIST-1e началась бы на целый миллиард лет раньше, чем на Земле. Более того, она может произойти не только как результат биологических процессов: кислород на планете мог бы накопиться, например, при разрушении молекул воды все тем же ультрафиолетовым излучением.
Стоит добавить, что пока телескопы не «видят» атмосфер у столь маленьких и далеких планет, так что остается лишь надеяться на их наличие.
Ранее ученые попытались составить идеальный «портрет» обитаемой экзопланеты.
