Дослідники з Пенсильванського університету (США) заявили про необхідність перегляду зони населеності як поняття і запропонували свій варіант, заснований на точному, на їхню думку, обліку впливу парникових газів на планетарну температуру.

Згідно нової моделі (і всупереч попереднім), Кеплер-22b і Глізе-667Сс лежать за межами зони населеності (виділена зеленим). Та й Земля критично близька до того ж. (Тут і нижче ілюстрації Chester Herman.)

Вчені ґрунтувалися на моделях Джеймса Кастингу і Евана Пу. Але результати отримали оригінальні, свої: зона населеності фактично виявляється далі від зірки, ніж вважалося; її ближня до світила кордон, отже, також видалена. Розрахунки для Сонячної системи, наприклад, принесли просто дивовижні результати: виявляється, Земля ледве-ледве підходить для проживання, а придатні для життя планети можуть тягнутися до орбіти Марса.

Як же так? Провідний автор роботи Раві Кумар Коппарапу (Ravi Kumar Kopparapu) повідомляє, що його група використовувала останні за часом бази даних про поглинання сонячного випромінювання парниковими газами (HITRAN і HITEMP). В них параметри для води і вуглекислого газу уточнені і перевершують доступні раніше значення. Використовуючи ту ж модель Кастингу, що лежить в основі сучасних мейнстрім-оцінок, дослідники неминуче отримали би інше значення жилої зони для екзопланет. Що і сталося.

Підсумок очевидний: багато вважалися жилими планети на практиці далекі від місць, де може виникнути життя.

Вже зараз можна передбачити здивовані питання астрономічного співтовариства. По-перше, по попереднім розрахункам, без високих значень поглинання для води і вуглекислого газу Земля перебувала у краю жилої зони з її внутрішньої сторони. Вже тоді ці розрахунки викликали деяке недовір'я: виходило, що якби наша планета лише 0,9 а. е. від Сонця, її обитаемость була б дуже низькою, точніше сказати - відсутня. За новою ж моделі, зазор ще менше. Погляньте, наприклад, на калькулятор жилої зони, викладений авторами в онлайн. Отже, мінус частки відсотка від відстані до Сонця - і Земля була б мертвою?

По-друге (і це ще більш значимий привід для критики), кількість вуглекислого газу на Землі всього три-чотири сотні мільйонів років тому було в кілька разів вище нинішнього. Так, світність Сонця була менше - але буквально на відсотки, які можна перерахувати на пальцях однієї руки. Нарешті, 40 млн років тому крижаного покриву в Антарктиді (знаходилася приблизно там же, де і зараз) не було зовсім. Проте лише 30 млн років тому лід покрив континент і привів його в сучасний вигляд - і все із-за падіння вмісту вуглекислого газу в атмосфері. Виходить, що до зледеніння Антарктиди (і раніше, в кам'яновугільному періоді), за новими розрахунками, планета повинна була як мінімум частково перебувати за межами зони населеності?



Відзначимо, що по калькулятору атмосферний тиск на поверхні планети (впливає на парниковий ефект), як і її розміри і випливає з них геотермальне тепло (дуже велика у «суперземель»), ніяк не впливають на обитаемость, що не дуже зрозуміло. Знову ж вже за сонячної світимості 1,015 від нинішньої (такою вона буде через 200 млн років) калькулятор констатує втрату Землею водної оболонки. Невже наше життя настільки вразлива?

Крім того, модель не враховує впливу хмар, що розсіюють в космос сонячне випромінювання збільшенням альбедо Землі. Якщо в даний момент нам детально невідомі механізми зворотного зв'язку між зростанням температури і утворенням хмар, як можна говорити про розуміння внутрішньої межі зони населеності? Якщо вірити ряду останніх досліджень, виходить, що продукти життєдіяльності рослин і багато мікроби можуть грати в утворенні хмар таку ж роль, як і усі інші фактори, разом узяті. Якщо це так, то як взагалі можна визначити точні межі зони населеності без вичерпних відомостей про мікробах і рослинах за багато світлових років від нас?

Звіт про дослідження прийнято до публікації в Astrophysical Journal, а з його препринтом можна ознайомитися тут.

Підготовлено за матеріалами Пенсільванського університету.