Исследование потенциала жизни вокруг наименьших звезд галактики

Когда самый мощный в мире телескоп будет в этом году запущен в космос, ученые узнают, имеют ли планеты размером с Землю по соседству с нашей системой ключевое условие для жизни — атмосферу.

Как рассказывают в Калифорнийском университете в Риверсайде (UCR), эти планеты вращаются вокруг М-карлика — маленького и самого распространенного типа звезд в галактике. Ученые пока не знают, насколько часто землеподобные планеты вокруг этого типа звезд имеют характеристики, которые делают их жизнепригодными.

"Для начала важно знать, имеют ли атмосферы небольшие скалистые планеты, вращающиеся вокруг М-карликов", - сказала Дария Подгородецкая, докторант кафедры наук о Земле и планетах UCR. "Если так, то это открывает возможности для поиска жизни вне нашей Солнечной системы ".

Чтобы восполнить этот пробел в понимании, Подгородецкая и ее команда изучили, способен ли космический телескоп Джеймса Уебба, который вскоре будет запущен, или орбитальный космический телескоп Хаббла, находящийся сейчас на орбите, выявлять атмосферу на этих планетах. Они также смоделировали типы атмосфер, которые могут быть обнаружены, если они существуют, и как их можно отличить друг от друга. Результаты исследования опубликованы в Astronomical Journal.

Соавторами исследования являются астробиологи Эдвард Швитерман и Стивен Кейн из UCR, а также ученые из Университета Джона Хопкинса, Центра космических полетов НАСА им. Годдарда, Корнелльского университета и Чикагского университета.

Звезда в центре исследования — М-карлик под названием L 98-59, масса которого составляет лишь 8% массы нашего Солнца. Хоть и небольшая, она находится лишь в 35 световых лет от Земли. Ее яркость и относительная близость делают ее идеальной мишенью для наблюдений.

Вскоре после своего образования, М-карлики проходят фазу, в которой они могут сиять на два порядка ярче, чем обычно. Сильное ультрафиолетовое излучение во время этой фазы может высушить планеты, вращающиеся вокруг них, испаряя любую воду с поверхности и разрушая многие из газов в атмосфере.

"Мы хотели узнать, была ли абляция полной в случае двух скалистых планет, или эти землеподобные миры смогли пополнить свою атмосферу", - сказала Подгородецкая.

Исследователи смоделировали четыре различных атмосферных сценария: один, в котором в мирах L 98-59 царит вода; второй, где атмосфера состоит в основном из водорода; третий — из углекислого газа, как на Венере; и тот, в котором водород в атмосфере вылетел в космос, оставив только кислород и озон.

Они обнаружили, что два телескопа могут предложить дополнительную информацию с помощью наблюдений транзитным методом, при котором измеряется падение света, что происходит, когда планета проходит перед своей звездой. Планеты L 98-59 находятся гораздо ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу. Они проходят свои орбиты менее чем за неделю, что делает наблюдения транзитным методом с помощью телескопа более быстрым и экономически эффективным, чем наблюдение за другими системами, в которых планеты находятся дальше от своих звезд.

"Понадобится всего несколько транзитов с помощью Хаббла, чтобы выявить или отвергнуть наличие водородной или паровой атмосферы без облаков", - сказал Швитерман. "Всего за 20 транзитов Уэбб позволил бы нам охарактеризовать газы в тяжелых атмосферах с преобладанием углекислого газа или кислорода".

По словам Подгородецкой, из четырех атмосферных сценариев, которые рассматривали исследователи, наиболее вероятна высушенная атмосфера, где преобладает кислород.

"Радиация, которую эти планеты получают на таком расстоянии от звезды, очень интенсивная", - сказала она.

Несмотря на то, что атмосферы этих планет не могут быть пригодными для жизни сегодня, они могут предложить важный взгляд на то, что может произойти с Землей в других условиях, и что может быть возможным в подобных Земле мирах в других местах галактики.

Система L 98-59 была открыта только в 2019 году, и Подгородецкая говорит, что она будет рада получить больше информации о ней, когда Уэбб будет запущен позднее в этом году.

"Мы находимся на пороге раскрытия тайн звездной системы, которая была скрыта до недавнего времени", - отметила Подгородецкая.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.