Адам Франк, профессор физики и астрономии из Рочестерского университета и Амедео Бальби, доцент кафедры астрономии и астрофизики Римского университета Тор Вергата, обрисовали связь между атмосферным кислородом и потенциальным развитием технологий на далеких планетах.

"Мы готовы найти признаки внеземной жизни, — говорит Франк. — Но как условия на планете говорят нам о возможностях разумной, технологической жизни?"

"В нашей статье мы исследуем, будет ли какая-либо атмосфера совместима с присутствием продвинутых технологий, — говорит Бальби. — Мы обнаружили, что атмосферные требования могут быть весьма строгими".

Зажигание космических техносфер

Франк и Бальби утверждают, что кислород не только необходим для дыхания и обмена веществ многоклеточных организмов. Он также имеет решающее значение для освоения огня, который является отличительной чертой технологической цивилизации. Ученые углубляются в концепцию "техносферы" — обширной области передовых технологий, которые излучают явные признаки внеземного разума, называемые "техносигнатурами".

На Земле развитие потребовало легкого доступа к горению на открытом воздухе — процессу, при котором что-то сгорает путем объединения топлива и окислителя, обычно кислорода. Будь то приготовление пищи, ковка металлов, изготовление материалов для строительства или получение энергии посредством сжигания топлива — огонь был движущей силой индустриального общества.

Просматривая историю Земли, исследователи обнаружили, что контролируемое использование горения и последующие металлургические достижения были возможны только тогда, когда доля кислорода в атмосфере достигала или превышала 18 процентов. Это означает, что только планеты со значительной концентрацией этого газа будут способны поддерживать развитие техносферы и, следовательно, оставлять обнаруживаемые техносигнатуры.

Кислородное бутылочное горлышко

Уровни кислорода, необходимые для биологического поддержания сложной жизни и интеллекта, не так высоки, как уровни, необходимые для технологии. Поэтому, хотя вид может появиться в мире без кислорода, он, по мнению многих исследователей, не станет технологическим.

"Возможно, вы получите биологию, может быть, даже сможете разумных существ, — говорит Франк. — Но без доступного источника огня вы никогда не сможете развивать более высокие технологии, потому что они требуют топлива и плавки".

"Кислородное бутылочное горлышко" (англ. oxygen bottleneck) — термин, придуманный исследователями для описания критического порога, который отделяет миры, способные поддерживать развитие технологических цивилизаций, от тех, которые на это неспособны. 

"Наличие высокого содержания кислорода в атмосфере похоже на узкое место, которое вам нужно преодолеть, чтобы появились технологии, — говорит Франк. — Все остальное может работать, но если в атмосфере нет этого газа, у вас не будет технологического вида".

Взгляд на внеземные горячие точки

Исследование, которое затрагивает ранее не затронутый аспект поисков внеземной разумной жизни, подчеркивает необходимость в первую очередь изучать миры, способные потенциально поддерживать развитие технологий. По словам Франка, это должно быть приоритетом, потому что присутствие или отсутствие высокого уровня кислорода в атмосферах экзопланет может быть основным ключом к успеху.

"Последствия открытия разумной, технологичной жизни на другой планете будут огромными, — добавляет Бальби. — Поэтому нам нужно быть крайне осторожными при интерпретации возможных открытий. Наше исследование предполагает, что мы должны скептически относиться к потенциальным техносигнатурам планеты с недостаточным количеством атмосферного кислорода".

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.