Большинство звездных систем во Вселенной оказались непригодны для жизни

В поисках внеземной жизни большие надежды возлагают на красные карлики: их во Вселенной подавляющее большинство, и они наиболее долговечные. Их самая серьезная проблема — экстремальные вспышки. Астрофизик проанализировал свойства этих звезд и пришел к выводу, что у них вряд ли найдутся планеты, населенные сложными организмами.

Красные карлики составляют примерно 75 процентов всех светил во Вселенной. Эти звезды имеют массы лишь примерно от 0,075 до 0,5 Солнца, а значит, для их формирования нужно сравнительно немного вещества. Вдобавок они самые «энергосберегающие» и потому практически «вечные». По мере смены звездных поколений массивные звезды «перегорали» и взрывались сверхновыми. Даже многие из первых солнцеподобных не дожили до наших дней, но ни один когда-либо возникший красный карлик еще не завершил основной цикл своей эволюции.

Во многом именно поэтому большинство уже обнаруженных экзопланет — а их насчитывается уже около шести тысяч — принадлежат красным карликам. Впрочем, есть еще один фактор: такие системы очень компактны. К примеру, знаменитый «гороховый стручок» с семью землеподобными мирами вокруг TRAPPIST-1 целиком уместился бы в пределы орбиты Меркурия. На самом деле даже самая дальняя из этих планет расположена в шесть раз ближе к своему солнцу, чем Меркурий к своему. Значит, и периоды обращения у этих экзопланет короткие — они часто «мелькают» перед своими карликовыми звездами, потому их проще заметить.

Так или иначе, практически все до сих пор найденные похожие на Землю экзопланеты в зоне потенциальной обитаемости, то есть на самом подходящем расстоянии от звезды, — миры красных карликов. По мере пополнения этой коллекции ученые все больше задумываются о шансах когда-нибудь найти хотя бы на одной из таких планет внеземную жизнь.

С одной стороны, таких систем множество, и они могут существовать как минимум десятки миллиардов лет. На другой чаше весов — их серьезный недостаток: частые вспышки такой силы, что по сравнению с ними солнечные выглядят безобидными. Такое облучение способно не только «стерилизовать» планету в случае зарождения на ней жизни, но и лишить атмосферы.

Недавно все это взвесил астрофизик из Колумбийского университета (США) Дэвид Киппинг и своими выводами поделился в статье, доступной на сервере препринтов arXiv?org. Он попытался найти ответ на вопрос, который прославился как «парадокс красного неба»: если большинство звезд — красные карлики, то почему мы, земляне, оказались не в такой типичной системе? Одновременно рождается еще один вопрос: если красные карлики способны существовать вплоть до триллионов лет, почему человечество и вообще жизнь на Земле возникли в самом начале этой «звездной эры»?

Разобраться ученый попытался статистически, так называемым байесовским методом — путем оценки вероятности того или иного сценария с учетом новой информации. Он сравнил два предположения. Согласно первому, красные карлики не создают условий для развития разумной и вообще сложной жизни. Второй вариант — дело не в звездах, а в планетах: их внутренние процессы создают сравнительно короткое временное окно возможностей для зарождения и эволюции организмов.

Выяснилось, что второй сценарий не может объяснить нашего нахождения в системе редкой звезды. Ключевой вывод исследования: Солнечная система вряд ли оказалась исключением из общего правила. Гораздо вероятнее то, что для звезды существует определенный диапазон масс, необходимый для зарождения и развития в ее системе жизни.

По мнению Киппинга, налицо «солнечная гегемония» — жизнь стоит искать только в системах таких звезд, как наша, то есть с массами от 0,74 до 1,6 Солнца. Подобные звезды составляют лишь ориентировочно десятую часть во Вселенной.