Современные поиски обитаемых экзопланет традиционно опираются на два ключевых критерия — наличие воды и расположение в «зоне обитаемости». Однако новое исследование показывает, что этого недостаточно: критическим фактором становится устойчивость атмосферы, без которой жизнь невозможна.
Международная группа исследователей смоделировала эволюцию атмосферы у планеты, аналогичной Марсу, но находящейся в системе красного карлика. В качестве базовой модели использовалась гипотетическая планета, схожая с Марсом по массе, радиусу и составу атмосферы, но обращающаяся вокруг звезды типа M — одной из самых распространённых во Вселенной.
Почему красные карлики представляют проблему
Красные карлики значительно меньше и холоднее Солнца, поэтому их зона обитаемости расположена очень близко к звезде. Это приводит к ряду последствий:
- планеты находятся под воздействием интенсивного звездного ветра и излучения;
- возрастает вероятность приливного захвата (одна сторона всегда обращена к звезде);
- усиливаются процессы утечки атмосферы.
Даже у относительно спокойных старых звезд, таких как звезда Барнарда, эти эффекты оказываются критическими.
Результаты моделирования: атмосфера исчезает быстро
Моделирование показало, что:
- атмосфера, аналогичная современной марсианской, может быть полностью утрачена примерно за 350 тысяч лет;
- более плотная атмосфера, сопоставимая с земной, исчезает примерно за 50 миллионов лет.
С астрономической точки зрения это крайне короткие сроки. Для сравнения: жизнь на Земле формировалась сотни миллионов лет.
Даже при выборе относительно «спокойной» звезды результаты остаются неблагоприятными. Это означает, что у более активных молодых красных карликов процесс разрушения атмосферы будет происходить ещё быстрее.
Связь с историей Марса
Полученные результаты согласуются с тем, что известно о Марсе. Эта планета потеряла большую часть своей атмосферы миллиарды лет назад после исчезновения магнитного поля, что привело к резкому ухудшению условий на поверхности.
Основные механизмы потери атмосферы включают:
- воздействие солнечного (или звездного) ветра;
- фотохимические процессы;
- тепловое «испарение» верхних слоев атмосферы.
Без магнитного поля планета становится уязвимой к этим процессам.
Последствия для поиска жизни
Исследование делает важный вывод: наличие планеты в зоне обитаемости не гарантирует её пригодности для жизни. Если атмосфера не может сохраняться достаточно долго, условия для существования жидкой воды и стабильного климата не формируются.
Особенно уязвимы:
- небольшие каменистые планеты;
- миры без сильного магнитного поля;
- объекты, расположенные близко к звезде.
Дополнительно отмечается, что в системе звезды Барнарда уже обнаружены несколько каменистых планет, и их атмосферы, вероятно, также были утрачены.
Общий вывод
Модели показывают, что марсоподобные планеты у красных карликов в большинстве случаев не способны удерживать атмосферу в течение длительного времени. Это существенно снижает вероятность обнаружения обитаемых миров у таких звезд, несмотря на их распространенность в галактике.
Фокус поисков постепенно смещается с простого нахождения планет в зоне обитаемости к более сложной задаче — оценке устойчивости атмосферы и магнитной защиты. Именно эти параметры становятся ключевыми для реальной пригодности планет к жизни.
Источники:
Статья создана по материалам UniverseToday.com
