Какие свойства используются для количественной оценки вероятности того, что звезда содержит земную жизнь?

Самый простой ответ — комплексная химия . Нас с вами можно представить как мешки с очень сложными самоподдерживающимися химическими реакциями. Для этого нам нужно:

1. Множество различных химикатов: шарик газообразного водорода мало что сделает сам по себе.
2. Плотность: химические реакции происходят быстрее, когда реагенты плотно упакованы. Жидкости отлично подходят для этого, но и газовый гигант тоже может. Планета с твердым, неизменным камнем, вероятно , мало что даст.
3. Внешний источник энергии: подвод энергии позволит протекать более интересным химическим реакциям. Точнее, должны происходить устойчивые реакции.
4. Стабильность, но не слишком большая: если планета будет двигаться от 1000 К до 20 К каждый день, ей будет трудно сформироваться жизни. И наоборот, если система полностью стабильна, не будет достаточно «перемешивания» для запуска метаболизма.

Поиск пригодных для жизни планет и возможных внеземных планет, на которых может быть жизнь, сопряжен с ОГРОМНЫМ количеством догадок. У нас нет реального представления о том, как может выглядеть инопланетная жизнь, поэтому мы сосредоточились на поиске вещей, похожих на нашу собственную Землю. Итак, такие вещи, как:

• Обитаемая зона — планета должна находиться на правильном расстоянии, чтобы поддерживать правильную температуру для присутствия жидкой воды.
• Магнитное поле — что-то, что защищает жизнь от интенсивного излучения.
• Присутствие воды. Опять же, мы думаем, что жизнь зародилась в воде, поэтому поиски жизни, как правило, сосредоточены на ней.

Вот некоторая забавная пища для размышлений: элементы, необходимые для жизни на основе углерода: углерод, кислород, азот, водород — все они будут очень распространены в звездных системах с высокой металличностью. Они легко образуются в результате звездного нейклсинтеза и должны присутствовать на большинстве звезд населения I и II (прочитайте: http://en.wikipedia.org/wiki/Metallicity ) .

Хотя существует невероятно большое разнообразие звезд, вокруг которых могут быть планеты, на которых может быть жизнь, у нас пока нет других примеров жизни, кроме той, что есть на Земле.

И мы вращаемся вокруг желтого карлика (звезда главной последовательности G2) на среднем расстоянии около 93 миллионов миль.

Это означает, что наш единственный реальный шанс найти разумную жизнь, похожую на нашу, — это искать похожие звезды и сужать список, выбирая только те звезды G2 с планетами в качестве возможных целей для исследования. Затем ищите планеты с планетами примерно на том же расстоянии от Солнца, что и Земля. Как только у нас появятся более совершенные инструменты, мы захотим искать доказательства существования воды, кислорода и т. д.

У нас просто нет данных о том, как может развиваться жизнь в любой другой среде. Даже странные и удивительные бактерии, которые мы находим в экстремальных условиях на Земле, все еще существуют на Земле.

Как правило, вы хотели бы посмотреть на звезды населения I. Кроме того, природа большинства переменных звезд имеет тенденцию мешать эволюции их планет.

Далее, звезда должна быть достаточно взрослой, чтобы на ней могла развиться жизнь. Для звезд главной последовательности более мелкие звезды имеют более длительный срок службы . Поскольку для эволюции даже простых одноклеточных организмов потребовался примерно 1 миллиард лет , ничто больше, чем звезда класса F, не может быть кандидатом.

Возможно, что у более крупных звезд, имеющих большую обитаемую зону, больше шансов иметь подходящую планету, но это чистое предположение.

Также ведутся споры о возможности развития жизни на планетах, находящихся в зоне приливов и отливов. Это может или не может исключить меньшие звезды класса M, чья обитаемая зона будет настолько близко к Солнцу, что любые планеты в этой зоне будут заблокированы приливом.

Это хорошо известное упражнение, кодифицированное как уравнение Дрейка . Выдержка из этой ссылки в Википедии:

Уравнение Дрейка:

$$N = R_{\ast} \cdot f_p \cdot n_e \cdot f_{\ell} \cdot f_i \cdot f_c \cdot L$$

куда:

$N$= количество цивилизаций в нашей галактике, с которыми возможна радиосвязь (т.е. которые находятся на нашем текущем световом конусе прошлого);

а также

$R_{\ast}$= средняя скорость звездообразования в нашей галактике
$f_p$= доля тех звезд, у которых есть планеты
$n_e$= среднее количество планет, потенциально способных поддерживать жизнь, на одну звезду с планетами
$f_l$= доля планет, которые могут поддерживать жизнь, на которых действительно развивается жизнь в какой-то момент
$f_i$= доля планет с жизнью, на которых действительно развивается разумная жизнь (цивилизации)
$f_c$= доля цивилизаций, которые разрабатывают технологию, которая выпускает обнаруживаемые признаки их существования в космос
$L$= продолжительность времени, в течение которого такие цивилизации излучают в космос поддающиеся обнаружению сигналы.