Обитаемые экзопланеты вскоре после Большого взрыва?

В отличие от представлений начала XX века, планеты вокруг звезд являются скорее правилом, чем редкой аномалией в наблюдаемой Вселенной. Известно также, что органические молекулы и вода присутствуют во многих молекулярных и пылевых облаках, где могут формироваться звезды с планетными системами.

Таким образом, есть основания полагать, что и жизнь не является аномалией во Вселенной. Учитывая огромное количество звезд в галактиках и галактик во Вселенной, трудно поверить, что мы одиноки... но это вполне возможно.

Мы порой забываем, что Вселенная не только огромна, но и очень стара — ей почти 13,8 миллиарда лет. Глубины времени вполне могли стать колыбелью для множества форм жизни и технологически развитых цивилизаций задолго до появления нашего Солнца.

Однако и здесь возникает вопрос: насколько рано они могли возникнуть в истории космоса?

Элементы для образования пород

Астрофизик Дэниел Уэйлен из Института космологии и гравитации Портсмутского университета и его коллеги уже внесли свой вклад в дебаты по этому вопросу в предыдущих работах.

Известно, что железо, магний, кремний, натрий и кислород, обнаруживаемые во многих земных породах и метеоритах, являются химическими элементами, образовавшимися в массивных звездах в результате термоядерного синтеза. Затем они были рассеяны по галактикам взрывами сверхновых, которые впрыскивали эти элементы в облака, где формировались новые звезды.

Первые звезды, возникшие после Большого взрыва, астрофизики называют звездами населения III. Они должны были быть очень массивными, а значит, также заканчивали свою жизнь взрывами сверхновых.

В целом, теория химической эволюции галактик, основанная на теории звездного нуклеосинтеза, предполагала, что должно было пройти несколько миллиардов лет после Большого взрыва, прежде чем появилось достаточно элементов для формирования каменистых планет.

В новой статье, опубликованной в The Astrophysical Letters Journal (и доступной в открытом доступе на arXiv), Дэниел Уэйлен и его коллеги опровергают это предположение.

Планеты всего через 100 миллионов лет после Большого взрыва?

Исследователь объясняет в пресс-релизе Портсмутского университета: «Наша новая статья — для которой мой аспирант Крис Джессоп выполнил первую часть серии симуляций — показывает, что предшественники землеподобных планет могли формироваться вокруг маломассивных и долгоживущих звезд, в обломках первых космических взрывов, всего через 100 миллионов лет после Большого взрыва», — то есть задолго до возникновения самих первых галактик.

Теория и численное моделирование показывают, что особый тип сверхновых населения III — так называемая сверхновая с парной нестабильностью — настолько мощен, что способен выбросить за один взрыв количество тяжелых элементов, эквивалентное более чем 100 массам Солнца.

Дэниел Уэйлен уточняет в пресс-релизе, что в своих компьютерных симуляциях ранней Вселенной он и его коллеги обнаружили звезды с массой около 70% от массы Солнца, но с дисками, содержащими достаточно материала для формирования планетных строительных блоков, составляющих несколько масс Земли, на расстоянии от звезды, сравнимом с расстоянием от Земли до Солнца. Диск также содержал значительное количество воды.

«Наши результаты предполагают, что условия, благоприятные для формирования планет, могли возникнуть гораздо раньше, чем считалось прежде. Если это так, возникает увлекательный вопрос: могли ли потенциально обитаемые миры появиться намного раньше в истории Вселенной?» — заключает Дэниел Уэйлен.