Сверхмассивные черные дыры: потенциальные катализаторы жизни в космосе

Исследования показывают, что традиционно считавшиеся враждебными к жизни условия в активных галактических ядрах (АЯГ) могут на самом деле способствовать ее развитию. В новой статье, опубликованной в The Astrophysical Journal, группа ученых под руководством Кендалл Сиппи из Дартмутского колледжа проанализировала влияние ультрафиолетового излучения, исходящего от сверхмассивной черной дыры, на атмосферу экзопланет и на вероятные условия для существования жизни.

Согласно имеющимся данным, в центре большинства крупных галактик, включая Млечный путь, располагаются сверхмассивные черные дыры. Эти космические объекты активно поглощают газ и пыль, излучая огромное количество энергии. Однако, как показывает новое исследование, ситуации, когда излучение от АЯГ минимизирует разрушительное воздействие на жизнь, возможны в зависимости от состояния атмосферы и уровня кислорода на планете.

С помощью компьютерного моделирования ученые выявили, что наличие кислорода в атмосфере кардинально меняет воздействие радиации. Когда планета насыщена кислородом, высокоэнергетическое излучение запускает химические реакции, в результате которых образуется озон (O3) в верхних слоях атмосферы. Чем выше уровень кислорода, тем мощнее становится озоновый экран, который защищает жизнь от вредного космического излучения, возвращая его обратно в космос. Это отражает важные аспекты экосистем Земли, где подобные процессы произошли около двух миллиардов лет назад, когда первые аэробные микроорганизмы начали производить кислород.

Соавтор исследования Джейк Игер-Нэш из Университета Виктории в Канаде подчеркивает, что «если жизнь способна быстро насытить атмосферу планеты кислородом, озон может помочь регулировать состав атмосферы, благоприятствуя условиям для жизни».

Однако стоит отметить, что на Земле мы находимся на значительно большем расстоянии от активного ядра нашей галактики, и вероятность того, что оно окажет влияние на биологические процессы на нашей планете, крайне мала. Тем не менее исследователи решили провести эксперимент с моделированием условий, которые были бы актуальны, если бы Земля была ближе к черной дыре Стрелец A*, подвергаясь в миллиарды раз более высокой радиации.

Результаты моделирования показали интересный парадокс: атмосфера, абсолютно лишенная кислорода, на ранних этапах существования жизни, вероятно, исключила бы любую жизнь вблизи источника излучения, в то время как при современных уровнях кислорода условия изменились бы в благоприятную сторону. Ученые установили, что образование озонового слоя может начаться всего за несколько дней при достаточном содержании кислорода, что создает ситуацию, в которой жизнь могла бы выжить.

Эти открытия несут важные философские и научные предпосылки для понимания возможности жизни на других планетах и его зависимости от локальных условий. Расширяя наш взгляд на жизнь вне Земли, данное исследование открывает новые горизонты в области астрофизики и биохимии, подчеркивая, что даже самые экстремальные космические условия могут оказаться благоприятными для возникновения и развития жизни.