Сильные звездные вспышки могут не препятствовать жизни на экзопланетах, а могут облегчить ее обнаружение

Согласно новому исследованию, звездные вспышки, излучаемые звездой-хозяином планеты, не обязательно препятствуют формированию жизни.

Об этом рассказывают в Северо-Западном университете, США.

Излучаемые звездами, звездные вспышки — это внезапные вспышки отображения магнетизма. На Земле солнечные вспышки иногда повреждают спутники и нарушают радиосвязь. В других местах Вселенной мощные звездные вспышки также обладают способностью истощать и разрушать атмосферные газы, такие как озон. Без озона вредные уровни ультрафиолетового излучения могут проникать в атмосферу планеты, уменьшая тем самым ее шансы укрыть на поверхности жизнь.

Сочетая трехмерную химию атмосферы и климатическое моделирование с данным наблюдений за вспышками на дальних звездах, команда, возглавляемая Северо-Западным университетом, обнаружила, что звездные вспышки могут играть важную роль в долгосрочной эволюции атмосферы и обитаемости планеты.

"Мы сравнили атмосферную химию планет, которые подвергаются частым вспышкам, с планетами, которые не поддаются вспышкам. Долгосрочная химия атмосферы сильно отличается", - сказал Говард Чен из указанного вуза, первый автор исследования. "Постоянные вспышки на самом деле приводят атмосферный состав планеты к новому химическому равновесию".

"Мы обнаружили, что звездные вспышки не исключают существование жизни", - добавил Даниэль Хортон, старший автор исследования. "В некоторых случаях вспышки не разъедают весь атмосферный озон. Наземная жизнь все еще может иметь шансы на борьбу".

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy. Это совместная работа исследователей из Северо-Западного университета, Колорадского университета в Боулдере, Чикагского университета, Массачусетского технологического института и виртуального института NASA Nexus for Exoplanet System Science (NExSS).

Хортон — доцент кафедры наук о Земле и планетах в Северо-Западном колледже искусств и наук Вайнберга. Чен — кандидат наук в группе Хортона по исследованию изменений климата и будущий исследователь НАСА.

Важность вспышек

Все звезды, включая наше собственное Солнце, вспыхивают, или случайно освобождают накопленную энергию. К счастью для землян, солнечные вспышки обычно имеют минимальное влияние на планету.

"Наше Солнце — в основном нежный гигант", - сказала Эллисон Янгблуд, астроном из Колорадского университета и соавтор исследования. "Оно старше и не такое активное, как молодые и небольшие звезды. Земля также имеет сильное магнитное поле, которое отклоняет разрушительные ветры солнца".

К сожалению, большинству потенциально пригодных для жизни экзопланет не так повезло. Для того, чтобы планеты потенциально могли укрывать жизнь, они должны находиться достаточно близко к звезде, чтобы их вода не замерзала, но не настолько близко, чтобы вода испарялась.

"Мы изучали планеты, которые вращаются в зонах обитаемости карликовых звезд типов М и К — самых распространенных звезд во Вселенной", - сказал Хортон. "Зоны обитаемости вокруг этих звезд уже, потому что звезды меньше и менее мощные, чем такие звезды, как наше Солнце. С другой стороны, считается, что карликовые звезды типов М и К имеют более частые вспышки, чем наше Солнце, а их приточно захваченные планеты вряд ли будут иметь магнитные поля, которые будут помогать отражать их звездные ветра".

Ранее Чен и Хортон провели исследование долгосрочных климатических средних показателей в звездных системах с М-карликами. Однако вспышки случаются в течение нескольких часов или дней. Несмотря на то, что эти короткие временные шкалы может быть трудно смоделировать, учет эффектов вспышек является важным для формирования более полного представления о экзопланетной атмосфере. Исследователи достигли этого, включив в моделирования данные о вспышках, полученные из Спутника обзора транзитов экзопланет НАСА.

Использование вспышек для обнаружения жизни

Если на этих экзопланетах вокруг M- и K-карликов есть жизнь, то предыдущая работа выдвигает гипотезу о том, что звездные вспышки могут облегчить ее обнаружение. Например, звездные вспышки могут увеличить количество газов, указывающих на жизнь (например, диоксид азота, закись азота и азотную кислоту), от незаметных до проявляемых уровней.

"События космической погоды обычно рассматриваются как вред для жизнепригодности", - сказал Чен. "Но наше исследование количественно показывает, что некоторая космическая погода на самом деле может помочь нам выявить сигнатуры важных газов, которые могут означать биологические процессы".

В этом исследовании принимали участие исследователи из самых разных областей, включая ученых-климатологов, ученых-экзопланетологов, астрономов, теоретиков и наблюдателей.

"Этот проект стал результатом фантастической коллективной работы", - сказал Эрик Т. Вольф, ученый-планетарий специалист Колорадского университета в Боулдере и соавтор исследования. "Наша работа подчеркивает преимущества междисциплинарных усилий при исследовании условий на внесолнечных планетах".

Читайте еще интересные новости о космосе.