Коли вчені-планетологи почали шукати місця за межами нашої сонячної системи, які здатні підтримувати життя, вони звернули увагу на екзопланети, які нагадували землю по щільності, температурі і атмосфері. Правда, їх дуже важко виявити: з 4400 екзопланет, відкритих на даний момент, тільки 24 можуть змагатися з землею по придатності до населеності.
Також вчені постійно намагалися з’ясувати умови розвитку життя на інших типах екзопланет. В останні роки було виявлено кілька ймовірних кандидатів в так званих “океанічних світах” – екзопланетах з атмосферою земного типу, покритих рідкою водою, а також в кам’янистих екзопланетах з атмосферою, що складається, в основному, з водню.
Команда дослідників з кембриджського університету врахувала, що деякі види мікроорганізмів виживають і навіть розвиваються в багатому воднем середовищі на землі, і вирішила виділити абсолютно новий тип потенційно придатних для життя екзопланет, покритих водою і оповитих товстим шаром водню. Спочатку астрономи назвали цей тип планет міні-нептунами, але зараз вони визначили їх підклас — гікеани з гарячою, багатою воднем атмосферою і величезними океанами на поверхні. Спека і високий тиск не привабливі для людей, але деякі форми життя здатні витримати ці умови.
Астрономи вважають, що планети-гікеани можуть бути в 2,6 рази ширше землі, їх маса може становити до 10 мас землі, атмосферний тиск — перевищувати земне в 1000 разів, а температура в атмосфері — досягати майже 200 °c. Однак умови в їх океанах можуть бути більш комфортними.
На відміну від планет, подібних до землі, гікеани можна виявити по всій галактиці, а це означає: якщо припущення вчених вірні, то вони не тільки вплинуть на способи пошуку життя в космосі, але і змінять погляд на місце в ньому нашої планети.
Наприклад, планета k2-18b розташована від нас на відстані близько 124 світлових років і вона в 2,6 рази ширше і в 8,6 разів масивніше землі, а також обертається навколо своєї зірки в придатній для життя зоні. Цю планету астрономи вивчають вже кілька років: в 2019 році був знайдений водяна пара в її атмосфері, а в минулому році — вже змодельований склад пари, який визначився як потенційно придатний для деяких форм життя.
художня концепція планети k2-18b (праворуч), що обертається навколо червоного карлика k2-18 (ліворуч). Між ними знаходиться екзопланета k2-18c.зображення: esa/hubble, m. Kornmesser
Оцінити населеність екзопланети складно з ряду причин. Оскільки практично всі вони поки недоступні для космічних апаратів, їх властивості визначаються на основі спектроскопічних досліджень і математичних моделей. Також пошук інопланетної життя ускладнюється тим, що ми детально не знаємо, як вона розвивалася тут, на землі.
Щоб вважатися населеними, екзопланети повинні бути розташовані всередині населеної зони: ділянки простору, де відстань між екзопланетами і зірками, навколо яких вони обертаються, досить велика, щоб запобігти випаровуванню води, але досить мало, щоб не допустити її замерзання, враховуючи наявність рідкої води.
Проте, знаходження планети всередині населеної зони не означає, що вона здатна підтримувати життя. Щоб з’ясувати, чи можливо це, вчені шукають біомаркери-сполуки, пов’язані з живими істотами, такі як кисень, озон, метан і закис азоту. Але їх дуже складно, якщо не неможливо ідентифікувати в атмосфері, багатій воднем, тому автори дослідження, опублікованого в astrophysical journal, пропонують зосередитися на потенційних газах, що виділяються мікробами під час метаболічних процесів: хлорметан і диметилсульфід.
художня концепція екзопланети нового класу, схожою на заболочений міні-нептун. Зображення: amanda smith, university of cambridge
Крім того, планета без геохімічних циклів, що регулюють хімічний склад її атмосфери (на зразок карбонатно-силікатного циклу на землі) швидко стане негостинною.
Є і зовнішні впливи, такі як корональні викиди маси і потужні зоряні вітри, які представляють собою бар’єр для життя на поверхні будь-якої екзопланети. Також гікеани повинні підтримувати існування величезних водойм протягом тривалих періодів часу. Чим ближче планета розташована до внутрішнього краю населеної зони зірки, тим складніше стає це завдання.
Незважаючи на численні перешкоди, автори дослідження наполягають, що гікеани оптимальні для майбутніх досліджень населеності: їх відносно багато в порівнянні з планетами, подібними до землі, і вони складають більшу частину всіх відомих екзопланет. Крім того, атмосфери гікеанів складаються з більш легких молекул, які простіше виявити за допомогою наявного в розпорядженні вчених обладнання.
