Как известно, Проксима Центавра является ближайшей к Солнечной системе звездой и находится всего в 4,2 световых годах от Земли. Маленькие и холодные красные карлики M-типа, такие как Проксима Центавра, составляют около 70 процентов звезд Млечного Пути.
Представление художника об экзопланете Проксима Центавра b. Credit: ESO/M. Kornmesser
Насколько обитаемы экзопланеты М-карликов? Для ответа на этот вопрос исследователи применили моделирование поверхностных условий на планете и изучили роли меланинов в выживании спор Aspergillus niger под действием экзопланетного излучения.
Подтверждение обитаемости экзопланет остается сложной задачей из-за больших расстояний, отделяющих Землю от других звезд. Поэтому, используя знания биологии и астрофизики, ученые изучили обитаемость экзопланет М-карликов, смоделировав температуру их поверхности и дозы вспышечного ультрафиолетового и рентгеновского излучения, взяв марсианскую атмосферу в качестве модели атмосферной защиты.
В результате анализа моделей звездных систем Проксима Центавра и TRAPPIST-1, выяснилось, что экзопланеты Проксима b и TRAPPIST-1 e, скорее всего, будут иметь температуры, совместимые с жидкой водой на поверхности, а также терпимую радиационную среду.
Каменистая экзопланета TRAPPIST-1e имеет размер и плотность, подобные Земле. Представление художника. Credit: ESO/M. Kornmesser/N. Risinger
Результаты моделирования были использованы в качестве основы для микробиологических экспериментов по оценке выживаемости спор богатого меланином гриба Aspergillus niger к экзопланетоподобному излучению (УФ-С и рентгеновским лучам). Результаты показали, что споры A.niger могут выдерживать супервспышки на М-карликовых планетах, когда они защищены марсианской атмосферой или тонким слоем почвы или воды.
Споры с дефицитом меланина, суспендированные в растворе, богатом меланином, показали более высокую выживаемость и эффективность прорастания по сравнению с растворами без меланина. В целом, модели, разработанные в этой работе, создают основу для микробиологических исследований в области изучения обитаемости.
Также в работе была показана важность многофункциональных молекул, таких как меланины, в радиационной защите за пределами Земли.
Меланины широко распространены в растительных и животных тканях, а также у простейших. Они определяют окраску кожи и волос, например масти лошадей, цвет перьев птиц, чешуи рыб, кутикул насекомых. Меланины поглощают ультрафиолетовые лучи и этим защищают ткани глубоких слоёв кожи от лучевого повреждения, защищают хранящуюся в ядрах клеток генетическую информацию, предотвращают злокачественное перерождение клетки под действием ультрафиолета.
Автор: Александр Тарлаковский (блог tay-ceti.space)
Научная статья: How habitable are M-dwarf Exoplanets? Modeling surface conditions and exploring the role of melanins in the survival of Aspergillus niger spores under exoplanet-like radiation (Насколько обитаемы экзопланеты М-карликов? Моделирование поверхностных условий и изучение роли меланинов в выживании спор Aspergillus niger под воздействием экзопланетного излучения). 06.03.2024.
Afonso Mota (1, 2), Stella Koch (1), Daniel Matthiae (3), Nuno Santos (2, 4) and Marta Cortesão (1)
1. Aerospace Microbiology Research Group, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germany
2. Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, CAUP, Rua das Estrelas, 4150–762 Porto, Portugal
3. Biophysics Research Group, Institute of Aerospace Medicine, German Aerospace Center (DLR), Cologne, Germany
4. Departamento de Física e Astronomia, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Rua do Campo Alegre, 4169–007 Porto, Portugal