Планеты вокруг красных карликов оказались менее пригодными для жизни

Планеты, вращающиеся рядом с самыми многочисленными и долгоживущими звездами в нашем Млечном Пути, могут быть менее благоприятными для жизни, чем считалось ранее.

Новое исследование с использованием рентгеновской обсерватории НАСА Чандра и космического телескопа Хаббла изучило красный карлик, называемый звездой Барнарда, которому около 10 миллиардов лет, что более чем вдвое превышает нынешний возраст Солнца. Красные карлики намного холоднее и менее массивны, чем Солнце, и, как ожидается, будут жить гораздо дольше, потому что они не так быстро сжигают свое топливо. Звезда Барнарда – одна из ближайших к Земле звезд на расстоянии всего 6 световых лет.

Звезда Барнарда

Молодые красные карлики в пару миллиардов лет известны как сильные источники высокоэнергетического излучения, включая вспышки ультрафиолетового света и рентгеновских лучей. Однако ученые меньше знают о том, сколько вредного излучения красные карлики испускают позже в своей жизни.

Новые наблюдения привели к выводу, что примерно в 25% случаев звезда Барнарда испускает палящие вспышки, которые могут повредить атмосферы планет, вращающихся вокруг нее. Хотя на единственной известной планете нет пригодных для жизни температур, это исследование добавляет доказательства того, что красные карлики могут представлять серьезные проблемы для жизни на своих планетах.

«Красные карлики – самый многочисленный тип звезд, и их небольшие размеры делают их подходящими для изучения планет, вращающихся вокруг них. Астрономы заинтересованы в понимании перспектив обитаемых планет вокруг красных карликов, – сказал Кевин Франс из Университета Колорадо в Боулдере, руководивший исследованием. – Звезда Барнарда – отличный пример для изучения того, что происходит, в частности, вокруг старых красных карликов».

Наблюдения Хабблом звезды Барнарда, сделанные в марте 2019 года, выявили две ультрафиолетовые вспышки высокой энергии, а наблюдения Чандры в июне 2019 года обнаружили рентгеновскую. Оба наблюдения длились около семи часов.

«Если эти снимки показывают, насколько активна звезда Барнарда, значит, она испускает много вредного излучения, – отметил соавтор исследования Гириш Дуввури, также из Университета Колорадо. – Такое количество активности удивительно для старого красного карлика».

Затем команда изучила, что означают эти результаты для каменистых планет, вращающихся вокруг красного карлика, такого как звезда Барнарда, в обитаемой зоне – зоне, где жидкая вода может существовать на поверхности планеты .

Любая атмосфера, сформировавшаяся на раннем этапе истории планеты обитаемой зоны, скорее всего, была разрушена высокоэнергетическим излучением звезды во время ее юности. Позже, однако, атмосферы планеты могут восстановиться, поскольку звезда с возрастом становится менее активной. Этот процесс регенерации может происходить за счет газов, выделяемых при ударах твердого материала, или газов, выделяемых в результате вулканических процессов.

Однако мощные вспышки, подобные тем, о которых здесь сообщается, неоднократно происходившие на протяжении сотен миллионов лет, могут разрушить любую регенерированную атмосферу на каменистых планетах в обитаемой зоне. Это уменьшило бы вероятность того, что эти миры будут поддерживать жизнь.

Из-за этих удивительных фактов команда рассмотрела другие возможности существования жизни на планетах, вращающихся вокруг старых красных карликов, таких как звезда Барнарда. Хотя планеты в традиционной обитаемой зоне могут быть не в состоянии удерживать свои атмосферы из-за вспышек, астрономы могут расширить свои поиски планет на большие расстояния от звезды-хозяина, где дозы высокоэнергетического излучения меньше. На этих больших расстояниях возможно, что парниковый эффект от газов, отличных от углекислого газа, таких как водород, позволяет существовать жидкой воде.

«Трудно сказать, какова вероятность того, что какая-либо планета в какой-то системе станет обитаемой сегодня или в будущем, – сказала Эллисон Янгблад из Университета Колорадо. – Наше исследование показывает один важный фактор, который необходимо учитывать в сложном вопросе о том, может ли планета поддерживать жизнь».

Планеты за орбитой Солнца также известны как экзопланеты. На данный момент подтверждено более 4000 экзопланет, и многие из них идентифицировали на орбитах вокруг красных карликов. Понимание того, что делает планеты обитаемыми, представляет интерес для ученых в области астробиологии, изучающей, как жизнь возникла на Земле и где она могла бы существовать в Солнечной системе и за ее пределами.

В настоящее время команда изучает высокоэнергетическое излучение многих других красных карликов, чтобы определить, насколько типичной является звезда Барнарда.

«Может оказаться, что большинство красных карликов враждебно к жизни, – уточнил соавтор Томми Коскинен из Университета Аризоны в Тусоне. – В этом случае можно сделать вывод, что планеты вокруг более массивных звезд, таких как наше собственное Солнце, могут быть оптимальным местом для поиска обитаемых миров с помощью телескопов следующего поколения».

Масса звезды Барнарда составляет 16% массы Солнца, а ее известная планета имеет массу примерно в три раза больше Земли и вращается на расстоянии, примерно равном расстоянию между Меркурием и Солнцем.

Читайте обзоры:

-->