На экзопланетах у красных карликов экстремальная погода
Планеты, вращающиеся вокруг других звезд, должны быть готовы к экстремальным погодным условиям, говорится в новом исследовании рентгеновской обсерватории НАСА "Чандра" и XMM-Newton Европейского космического агентства (ESA), в котором изучалось воздействие рентгеновских лучей на потенциальные планеты, вращающиеся вокруг наиболее распространенных типов звезд.
Астрономы обнаружили, что только планета с парниковыми газами в атмосфере, подобная Земле, и находящаяся на относительно большом расстоянии от изучаемой ими звезды, может иметь шанс поддерживать жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, вокруг ближайшей звезды.
Wolf 359 - красный карлик, масса которого составляет примерно десятую часть массы Солнца. Красные карлики - самые распространенные звезды во Вселенной, они живут миллиарды лет, что дает достаточно времени для развития жизни. Расположенная на расстоянии всего 7,8 световых лет от нас, звезда Вольф 359 также является одной из самых близких к Солнечной системе.
"Wolf 359 может помочь нам раскрыть секреты звезд и их обитаемости", - сказал Скотт Волк из Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института (CfA), возглавлявший исследование. "Это так близко и относится к такому важному классу звезд — это великолепное сочетание".
Поскольку красные карлики являются наиболее распространенными типами звезд, астрономы приложили немало усилий для поиска экзопланет вокруг них. Астрономы обнаружили некоторые свидетельства существования двух планет на орбите вокруг Wolf 359 с помощью оптических телескопов, но эти выводы были оспорены другими учеными.
"Хотя у нас пока нет доказательств существования планет вокруг звезды Wolf 359, представляется весьма вероятным, что в ней находится несколько планет", - добавил Волк. "Это делает ее отличным испытательным полигоном для изучения того, как планеты будут вращаться вокруг звезды такого типа".
Волк и его коллеги использовали приборы Chandra и XMM для изучения количества постоянного рентгеновского излучения и экстремального ультрафиолетового излучения (УФ) - самого энергичного типа ультрафиолетового излучения, которое Wolf 359 может испускать на возможные планеты, находящиеся вокруг него.
Они обнаружили, что Wolf 359 производит достаточно разрушительного излучения, чтобы только планета с парниковыми газами, такими как углекислый газ в атмосфере, и расположенная на относительно большом расстоянии от звезды, могла поддерживать жизнь.
"Простого удаления от вредного излучения звезды недостаточно, чтобы сделать ее пригодной для жизни", - сказал соавтор Винай Кашьяп, также из CfA. "Планета, вращающаяся вокруг Wolf 359, также должна быть покрыта парниковыми газами, как Земля".
Чтобы изучить влияние энергетического излучения на пригодность для жизни планет—кандидатов, команда ученых рассмотрела обитаемую зону звезды - область вокруг звезды, где на поверхности планеты может существовать жидкая вода.
Внешняя граница обитаемой зоны для Wolf 359 составляет около 15% расстояния между Землей и Солнцем, поскольку красный карлик намного менее яркий, чем солнце. Ни одна из планет-кандидатов для этой системы не находится в пригодной для жизни зоне Вольфа 359, причем одна находится слишком близко к звезде, а другая - слишком далеко.
"Если внутренняя планета находится там, то рентгеновское и экстремальное ультрафиолетовое излучение, которому она подвергается, разрушит атмосферу этой планеты всего за миллион лет", - сказал соавтор исследования Игнацио Пиллиттери из CfA и Национального института астрофизики в Палермо, Италия.
Команда также рассмотрела воздействие радиации на еще не обнаруженные планеты в пределах обитаемой зоны. Они пришли к выводу, что планета, подобная Земле, расположенная в центре обитаемой зоны, должна быть способна поддерживать атмосферу в течение почти двух миллиардов лет, в то время как планета, расположенная ближе к внешнему краю, может существовать бесконечно долго, чему способствует потепление, вызванное воздействием парниковых газов.
Еще одна большая опасность для планет, вращающихся вокруг звезд, подобных Wolf 359, заключается в рентгеновских вспышках или случайных ярких всплесках рентгеновского излучения, помимо постоянного ежедневного излучения звезды. Объединение наблюдений, сделанных с помощью Chandra и XMM-Newton, привело к обнаружению 18 рентгеновских вспышек от Wolf 359 в течение 3,5 дней.
Экстраполируя эти наблюдаемые вспышки, команда ожидает, что гораздо более мощные и разрушительные вспышки будут происходить в течение более длительных периодов времени. Совместное воздействие постоянного рентгеновского и ультрафиолетового излучения, а также вспышек означает, что любая планета, расположенная в пригодной для жизни зоне, вряд ли будет иметь достаточную атмосферу для того, чтобы многоклеточная жизнь, какой мы ее знаем на Земле, могла сформироваться и выжить. Исключением является внешняя граница обитаемой зоны, если на планете наблюдается значительный парниковый эффект.
