На других планетах, похожих на Землю, может не быть привычной нам смены дня и ночи, например, из-за того, что они являются приливно захваченными. По мнению ученых, это приведет к тому, что инопланетная жизнь будет иметь совсем другие циркадные ритмы или их у нее не будет вообще.
Потенциально жизнепригодные экзопланеты
Спят ли инопланетяне? Вы можете воспринимать сон как должное, но исследования показывают, что на многих планетах, на которых может развиваться жизнь, просто может не быть дня и ночи. Даже на нашей планете есть места, например, глубоко под землей или на дне морей, живут организмы, которые дают нам представление о том, какой может быть жизнь внеземных существ без циркадных ритмов.
В нашей Галактике есть миллиарды потенциально пригодных для жизни планет. Эта цифра может показаться невероятной, однако стоит упомянуть, что во Млечном Пути насчитывается от 100 до 400 миллиардов звезд.
Семьдесят процентов из них — крохотные холодные красные карлики. Подробный обзор экзопланет, опубликованный в 2013 году, показал, что 41% М-карликовых звезд имеют планеты, вращающиеся в их «зоне Златовласки», то есть на расстоянии, на котором мир имеет температуру, достаточную для поддержания жидкой воды.
Однако эти планеты только могут содержать жидкую воду. Мы еще не знаем, есть ли на них вода, а тем более жизнь. Однако это 28,7 млрд планет только в «зонах Златовласки» из красных карликов. Это даже не учитывая тех, например, которые вращаются вокруг звезд, напоминающих наше Солнце.
Приливно захваченные земли в системах красных карликов
Каменистые планеты, вращающиеся в орбите М-карлика, называются М-землями. Они отличаются от нашей планеты фундаментальными особенностями. Поскольку красные карлики намного холоднее Солнца, они находятся очень близко, что делает гравитационное притяжение звезды к планете чрезвычайно сильным.
Гравитация звезды сильнее притягивает более близкую сторону планеты, чем дальнюю, создавая силу, которая замедляет вращение планеты на протяжении веков, пока вращение и орбита не синхронизируются. Это означает, что большинство M-Земль, вероятно, приливно захвачены, то есть одно их полушарие всегда повернуто к Солнцу, а другое — от него.
Год на приливно захваченной планете имеет такую же продолжительность, как и ее сутки. Луна приливно-отливная, поэтому мы всегда видим лишь одну ее сторону и никогда не видим обратную.
Планета, заблокированная приливными течениями, может показаться экзотической, но большинство потенциально пригодных для жизни планет, вероятно, именно такие. Наша ближайшая планетарная соседка Проксима Центавра b (расположенная в системе Альфа Центавра на расстоянии четырех световых лет от нас), возможно, приливно захваченная.
Биоритмы живых существ на Земле
В отличие от нашей Земли, на М-землях нет ни дня, ни ночи, ни времени года. Но жизнь на Земле, от бактерий до людей, имеет циркадные ритмы, настроенные на цикл день-ночь. Сон только самый очевидный из них. Циркадный цикл влияет на биохимию, температуру тела, регенерацию клеток, поведение и многое другое.
Мы не знаем наверняка, насколько важны для жизни периоды бездействия и регенерации. Возможно, существа, эволюционировавшие без циклического времени, могут просто продолжать жевать, никогда не нуждаясь в отдыхе. Чтобы подкрепить наши предположения, мы можем посмотреть на организмы на Земле, процветающие вдали от дневного света, такие как обитатели пещер, глубоководные обитатели и микроорганизмы в темных средах, таких как земная кора и человеческое тело.
Многие из этих форм жизни имеют биоритмы, синхронизированные с другими стимулами, кроме света. Например, голые землекопы проводят всю жизнь под землей, никогда не видя Солнца, но у них есть циркадные часы, настроенные на суточные и сезонные циклы температуры и осадков. Глубоководные мидии и креветки с горячими вентиляционными отверстиями синхронизируются с океанскими приливами и отливами.
Колебания температуры, вызванные тепловыми вентиляционными отверстиями, колебания влажности, изменения химического состава окружающей среды или течений — все это может вызвать биоколебания в организмах. Это намекает на то, что биоритмы обладают внутренними преимуществами.
Циркадный ритм и жизнь на М-землях
Недавние исследования показывают, что М-земли могут иметь циклы, заменяющие дни и времена года. Для изучения этих вопросов ученые адаптировали климатические модели, чтобы представить, как выглядела бы среда на Земле, включая нашу соседку Проксиму Центавра b.
Взаимодействие между ветрами, атмосферными волнами и облаками может смещать климат между различными состояниями, вызывая регулярные циклы температуры, влажности и осадков. Продолжительность этих циклов будет варьироваться на разных планетах от десятков до сотен земных дней, но они не будут связаны с периодом обращения.
Может быть, жизнь на М-землях будет развивать биоритмы, синхронизированные с этими циклами. Если циркадные часы организуют внутренние биохимические колебания, возможно, так и будет.
Или же эволюция найдет более странное решение. Мы можем представить себе виды, живущие на дневной стороне планеты и мигрирующие на ночную, чтобы отдохнуть и восстановиться. Циркадные часы, которые работают в пространстве, а не во времени.
По материалам phys.org
