Почему так мало потенциально обитаемых экзопланет? Вините в этом красных карликов

Одним из самых удивительных событий в современной астрономии стал бум открытий различных экзопланет. Сотни новых миров, расположенных за пределами Солнечной системы, вполне возможно, очень похожих на Землю, ждущих, когда же на них откроют жизнь. Однако результаты нового исследования, проведенного Венским университетом и Институтом космических исследований (IWF) Австрийской академии наук (?AW) в Граце, представленные в журнале Astronomy & Astrophysics Letters (пресс-релиз опубликован сайтом Science Daily), говорят о том, что это радостное событие омрачает один очень печальный факт: атмосфера этих молодых миров, скорее всего, не способна выдержать излучения звезд, вокруг которых они вращаются.

Для жизни, по крайней мере для той, которая будет похожа земную, звезды всегда будут иметь решающее значение: они создают посредством своего излучения пригодные для жизни области. И если планеты вращаются в такой области, то температуры на ее поверхности остаются в диапазоне, в котором вода на них может существовать в жидком состоянии. Что касается живых существ, жизнь которых может основываться на иных принципах, то в этом отношении наука пока что не имеет каких-то четких представлений. Но сила излучения звезд тоже может оказаться фатальной для мест, пригодных или потенциально пригодных для жизни — когда очень активные звезды буквально сдувают атмосферы таких планет.

Очень многие экзопланеты вращаются вокруг так называемых М-карликов, также известных, как красные карлики. Поскольку звезды этого типа значительно меньше и холоднее нашего Солнца, исследователи их очень долго просто игнорировали. Лишь совсем недавно они оказались в центре внимания исследователей, занимающихся поиском потенциальной внеземной жизни. Например, ближайшая к нашей Солнечной системе звезда Проксима Центавра относится к М-классу звезд. Ее размер равен лишь 1/8 размера нашего светила.

Основная проблема, связанная с этими звездами, заключается в том, что их эволюция заметно отличается от эволюции звезд, подобных нашему Солнцу. В свое время, особенно в первые сотни миллионов лет своего существования наше светило тоже отличалось «бурным нравом», характеризующимся высокой активностью. Но затем оно снизило выработку высокоэнергетических ультрафиолетовых и рентгеновских лучей. В отличии от звезд, подобных нашему Солнцу, M-карлики могут поддерживать очень высокий уровень излучения в течение нескольких миллиардов лет.

И эти излучения имеют драматические последствия для атмосфер планет, особенно тех, которые вращаются вокруг таких звезд на близких орбитах, в так называемой «обитаемой зоне». Продолжительное активное излучение материнской звезды сильно нагревает газы в верхних слоях атмосферы таких планет до нескольких сотен градусов Цельсия, приводя к их испарению.

Ученые из Венского университета со своими коллегами из других научных учреждений произвели подсчеты, насколько быстро может происходить процесс исчезновения атмосфер у планет, находящихся рядом с красными карликами. Моделирование показало, что для землеподобной планеты, вращающейся вокруг очень активной звезды, происходить это будет катастрофически быстро – менее, чем за миллион лет. В астрономических масштабах – почти мгновенно, говорят исследователи.

Поскольку наше Солнце успокоилось относительно рано, уже через несколько сотен миллионов лет у нашей планеты появилась возможность создать свою азотную атмосферу, которая защищала ее поверхность от воздействия излучения светила. В свою очередь новые расчеты показывают, что планеты, находящиеся в обитаемых зонах красных карликов, могут оставаться без этой защитной оболочки гораздо дольше – миллиарды лет.

Подводя итог, исследователи говорят о том, что такие результаты отражают и вероятность того, как на планетах, вращающихся вокруг M-класса звезд могла бы формироваться и поддерживаться жизнь. Перспективы, как вы, наверно, уже поняли, не очень радужные.