Создан цифровой двойник безжизненной Земли для поиска внеземных биосфер

Исследователи из Калифорнийского университета разработали компьютерную модель, которая описывает развитие каменистой планеты без участия живых организмов. Симуляция начинается с формирования «двойника Земли» 4,5 млрд лет назад и охватывает следующие 500 млн лет. Она учитывает 19 небиологических факторов: энергию родительской звезды, обмен теплом и химическими веществами между ядром, мантией, корой, поверхностью и атмосферой, а также выделение газов из недр.

Модель задаёт эталон, с которым можно сопоставлять данные о каменистых экзопланетах.

Задача разработки — помочь астрономам отличать потенциально обитаемые миры от планет, где жизнь уже возникла. В атмосфере обитаемой планеты могут присутствовать газы, образующиеся в ходе биологических процессов, однако их способны производить и геологические явления. Если спектры, полученные телескопом «Джеймс Уэбб» или будущими наземными обсерваториями с зеркалами диаметром свыше 30 метров, соответствуют расчётам модели, вероятность существования биосферы становится ниже. Существенные расхождения, напротив, могут указывать на то, что атмосферу изменяют живые организмы.

В основе разработки лежит модель ядра, мантии и коры, ранее созданная исследователями Вашингтонского университета. Авторы дополнили её расчётами поверхностных слоёв и газовой оболочки, превратив программу в гибкий инструмент для изучения разных планет. Достаточно задать физические характеристики интересующего мира — и система смоделирует его эволюцию без участия жизни. Сопоставление результатов с наблюдаемыми спектрами помогает исключить ложные сигналы биомаркеров.

По словам авторов, даже заметное расхождение с прогнозами модели само по себе не доказывает наличие жизни. Однако оно позволяет сузить перечень объектов, заслуживающих более детального изучения. Инструмент поможет рациональнее распределять время наблюдений будущих космических миссий, в том числе запланированной обсерватории Habitable Worlds Observatory — телескопа NASA, предназначенного для поиска обитаемых планет. В первую очередь внимание можно будет направить на экзопланеты с наиболее убедительными признаками биологической активности.

Источник: iXBT