Дослідження потенціалу життя навколо найменших зірок галактики

Коли найпотужніший у світі телескоп буде цьогоріч запущений у космос, вчені дізнаються, чи мають планети розміром із Землю по сусідству із нашою системою ключову умову для життя — атмосферу.

Як розповідають у Каліфорнійському університеті в Ріверсайді (UCR), ці планети обертаються навколо М-карлика — найменшого та найпоширенішого типу зірок у галактиці. Вчені наразі не знають, наскільки часто землеподібні планети навколо цього типу зірок мають характеристики, які роблять їх життєпридатними.

"Для початку важливо знати, чи невеликі скелясті планети, що обертаються навколо М-карликів, мають атмосфери", - сказала Дарія Підгородецька, докторантка кафедри наук про Землю та планети UCR. "Якщо так, то це відкриває можливості для пошуку життя поза нашою Сонячною системою ".

Щоб заповнити цю прогалину у розумінні, Підгородецька та її команда вивчили, чи здатний космічний телескоп Джеймса Вебба, який незабаром буде запущений, або орбітальний космічний телескоп Хаббла, що знаходиться зараз на орбіті, виявляти атмосферу на цих планетах. Вони також змоделювали типи атмосфер, які можуть бути виявлені, якщо вони існують, і як їх можна відрізнити одна від одної. Результати дослідження опубліковані в Astronomical Journal.

Співавторами дослідження є астробіологи Едвард Швітерман та Стівен Кейн з UCR, а також науковці з Університету Джона Гопкінса, Центру космічних польотів НАСА ім. Годдарда, Корнелльського університету та Чиказького університету.

Зоря в центрі дослідження — М-карлик під назвою L 98-59, маса якого складає лише 8% маси нашого Сонця. Хоч і невелика, вона знаходиться лише на відстані 35 світлових років від Землі. Її яскравість та відносна близькість роблять її ідеальною мішенню для спостережень.

Незабаром після свого утворення, М-карлики проходять фазу, в якій вони можуть сяяти на два порядки яскравіше, ніж зазвичай. Сильне ультрафіолетове випромінювання під час цієї фази може висушити планети, що обертаються навколо них, випаровуючи будь-яку воду з поверхні та руйнуючи багато з газів в атмосфері.

"Ми хотіли дізнатися, чи була абляція повною у випадку двох скелястих планет, чи ці землеподібні світи змогли поповнити свою атмосферу", - сказала Підгородецька.

Дослідники змоделювали чотири різних атмосферних сценарії: один, в якому у світах L 98-59 панує вода; другий, де атмосфера складається переважно з водню; третій — з вуглекислого газу, як на Венері; та той, у якому водень в атмосфері вилетів у космос, залишивши лише кисень та озон.

Вони виявили, що два телескопи можуть запропонувати додаткову інформацію за допомогою спостережень транзитним методом, під час якого вимірюється падіння світла, що відбувається, коли планета проходить перед своєю зорею. Планети L 98-59 знаходяться набагато ближче до своєї зорі, ніж Земля до Сонця. Вони проходять свої орбіти менш ніж за тиждень, що робить спостереження транзитним методом за допомогою телескопа швидшим та економічно ефективнішим, ніж спостереження за іншими системами, у яких планети знаходяться далі від своїх зірок.

"Знадобиться лише кілька транзитів за допомогою Хаббла, щоб виявити або відкинути наявність водневої або парової атмосфери без хмар",- сказав Швітерман. "Всього за 20 транзитів Вебб дозволив би нам схарактеризувати гази у важких атмосферах з переважанням вуглекислого газу або кисню".

За словами Підгородецької, з чотирьох атмосферних сценаріїв, які розглядали дослідники, найбільш вірогідною є висушена атмосфера, де переважає кисень.

"Радіація, яку ці планети отримують на такій відстані від зорі, дуже інтенсивна", - сказала вона.

Попри те, що атмосфери цих планет не можуть бути придатними для життя сьогодні, вони можуть запропонувати важливий погляд на те, що може статися із Землею за інших умов, і що може бути можливим у подібних до Землі світах в інших місцях галактики.

Система L 98-59 була відкрита лише у 2019 році, і Підгородецька каже, що вона рада отримати більше інформації про неї, коли Вебб буде запущений пізніше цього року.

"Ми знаходимося на порозі розкриття таємниць зоряної системи, яка була прихована донедавна", - зазначила Підгородецька.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.