Поиск признаков внеземной жизни на экзопланетах может давать ошибочные результаты, если при анализе атмосферы не учитывать излучение звезды-хозяина. Ультрафиолет способен менять химический состав атмосферы и создавать молекулы, которые принимают за биологические маркеры. Поэтому одинаковые по свойствам планеты могут демонстрировать разные сигналы жизни из-за различий между их звёздами.
Особый интерес для наблюдений представляют планеты у красных карликов — небольших и более холодных звёзд. Такие объекты часто легче изучать: во время прохождения планеты перед звездой она закрывает относительно большую часть её света. Красные карлики также являются самым распространённым типом звёзд в Млечном Пути, однако их влияние на планетные атмосферы пока изучено недостаточно.
Наиболее известными потенциальными биосигнатурами считаются метан, кислород и озон. На Земле их образование часто связано с жизнью, но те же вещества могут возникать в результате геологических, химических и фотохимических процессов. Исследование, проведённое группой во главе с аспирантом Калифорнийского университета в Санта-Крузе С. Эваном Дэвисом и опубликованное 19 августа на сервере препринтов arXiv, показало это на моделях планет, обращающихся вокруг красных карликов.
Учёные сравнили землеподобные миры у звёзд возрастом 650 миллионов и 5 миллиардов лет. Для расчётов использовали атмосферы, похожие на земную в доиндустриальную эпоху с высоким содержанием кислорода, а также на атмосферу архейского эона, продолжавшегося примерно от 4 до 2,5 миллиарда лет назад, когда кислорода было мало. Модели учитывали обычное ультрафиолетовое излучение звёзд, без кратковременных вспышек.
Самая заметная разница проявилась в количестве метана. На планетах с доиндустриальной атмосферой у пятимиллиардных красных карликов его накапливалось до десяти раз больше, чем у сопоставимых миров возле молодых звёзд, а сигнал метана оказывался сильнее на 68%. Причиной было более слабое ультрафиолетовое излучение старых звёзд, позволявшее метану дольше сохраняться в атмосфере.
Озон дал ещё более значительный эффект. На моделируемых планетах архейского типа усиленное излучение молодых красных карликов расщепляло больше углекислого газа и запускало реакции с образованием кислорода и озона без участия живых организмов; в некоторых случаях озона было более чем в 100 тысяч раз больше. Авторы подчёркивают, что для надёжной оценки биосигнатур необходимо изучать конкретную звезду, проводить повторные ультрафиолетовые наблюдения и учитывать возраст, вращение и магнитную активность светила. Как отметила астрофизик Аликс Фрекелтон в комментарии для Live Science, «первое убедительное открытие жизни на другой планете будет зависеть от понимания не только этой планеты, но и звезды, сформировавшей наблюдаемую атмосферу».