Компьютерная модель отработала эволюцию скалистой планеты за 5 миллиардов лет, чтобы по отклонениям в атмосфере экзопланет отличать геологию от биологии
Учёные из Калифорнийского университета создали компьютерную модель, симулирующую развитие скалистой планеты без участия жизни. Работа начинается с момента формирования «двойника Земли» 4,5 млрд лет назад и продолжается на 500 млн лет вперёд, воспроизводя 19 небиологических параметров: тепло от родительской звезды, перенос тепла и химических веществ между ядром, мантией, корой, поверхностью и атмосферой, а также выбросы газов из недр.
Модель служит базовым эталоном для сравнения с реальными данными о каменных экзопланетах.
Главная задача инструмента — помочь астрономам различать планеты, пригодные для жизни, и те, где жизнь уже существует. Атмосфера живого мира насыщена газами биохимического происхождения, однако многие из них могут генерироваться и геологическими процессами. Если спектральные наблюдения телескопа «Джеймс Уэбб» или будущих наземных обсерваторий диаметром более 30 метров совпадают с результатами симуляции, то вероятность наличия биосферы снижается. Расхождения же указывают на то, что атмосфера планеты, вероятно, модифицируется живыми организмами.
Источник изображения: сгенерировано Muse
Разработка опирается на модель ядра, мантии и коры, созданную ранее учёными Вашингтонского университета. Новый подход добавляет к расчётам поверхностные слои и газовую оболочку, превращая инструмент в универсальный конструктор. Астрономы могут подставить физические свойства любой изучаемой планеты в программу, после чего система автоматически рассчитывает её небиологическую эволюцию. Совпадение наблюдаемых спектров с выходными данными позволяет отсеять ложные сигналы биомаркеров.
Авторы отмечают, что даже частичное отклонение от предсказаний модели не гарантирует стопроцентного обнаружения жизни, но существенно сужает круг кандидатов для пристального изучения. Инструмент позволит эффективнее распределять время наблюдений на следующих поколениях космических аппаратов, включая запланированную обсерваторию Habitable Worlds Observatory (космический телескоп NASA для поиска обитаемых планет), фокусируя усилия на экзопланетах с наиболее вероятными признаками биологической активности.
