9 января 1992 года ученые сообщили о важном открытии. На удаленности в 2300 световых лет от Солнца вращаются две планеты, получившие название Полтергейст и Драугр. Именно они стали первыми подтвержденными экзопланетами – миры за пределами нашей системы. Сейчас в списке чужих миров числятся 3728 планеты в 2795 системах. И к каждой у нас готов вопрос: «Есть кто живой?».
Десятками лет астрономы пытались отыскать наличие признаков жизни на экзопланетах. В первую очередь их интересовало присутствие воды. Однако Майкл Мендильо из Бостонского университета рассматривает другую идею. В недавней статье он предложил внимательнее изучить ионосферу чужого мира. Нужно всего лишь найти такую, как на Земле, то есть, заполненную единичными ионами кислорода.
Работа ученого началась после получения гранта от Национального научного фонда, позволяющего сравнить все планетные ионосферы в Солнечной системе. Также команда сотрудничала с миссией НАСА MAVEN, пытаясь понять, как молекулы в марсианской ионосфере умудрились сбежать с планеты.
Давно известно, что планетные ионосферы отличаются, поэтому исследователи решили разобраться в том, почему земной так повезло. Пока ионосферы чужих миров наполняются сложными заряженными молекулами, созданными из углекислого газа и водорода, Земля же наполняет все кислородом. И это особая разновидность – единичные атомы с положительным зарядом.
Команде пришлось вычеркнуть различные варианты, пока не показались главные подозреваемые – зеленые растения и водоросли. Все дело в атомном кислороде, чье происхождение можно проследить до фотосинтеза. Теперь нужно найти критерий, по которому ионосфера сможет стать биомаркером, указывающим на реальную жизнь.
У большинства солнечных планет присутствует немного кислорода в нижних атмосферных слоях. Но у Земли уровень достигает 21%. Причина в том, что огромное количество организмов занято трансформацией света, воды и углекислого газа в сахар и кислород. Это фотосинтез, длящийся уже 3.8 млрд. лет.
Если уничтожить все растения, то кислород исчезнет из земной атмосферы спустя тысячи лет. Избыточные молекулы кислорода в виде О2 поднимаются вверх. На высоте в 150 км УФ-свет делит его на две части. Одиночные атомы поднимаются в ионосферу, где еще больше УФ-света и рентгеновских лучей отрывают электроны от внешних оболочек, оставляя заряженный кислород. Обилие О2 возле земной поверхности создает обилие О+ на высоте.
Мендильо считает, что эта идея позволит значительно сузить область поиска. Да, мы знаем, что нужна вода, но никто точно не знает сколько ее должно быть. Хватило бы нам лишь Средиземного моря? Или достаточно Тихого океана? Однако ионосфера дает более определенные ответы. Просто нужно понимать: максимальная плотность электронов связана с ионами кислорода, что позволяет выйти на фотосинтез и жизнь.
Конечно, ученые не забывают о других составляющих, вроде правильной температуры, наличия магнитного поля и т.д. Но Мендильо считает, что ионосфера станет прекрасной отправной точкой. Также он говорит, что через 10 лет мы сможем располагать необходимой технологией поиска.