Чи існує життя у Всесвіті, окрім Землі? Астрономи з’ясували, що наша галактика Молочний Шлях містить багато екзопланет, тобто планет біля інших зір (не Сонця). Деякі з таких планет можуть бути придатними для позаземного життя. Це екзопланети, що містяться в зонах життя своїх материнських зір (зона життя — ділянка простору довкола зорі, де на планетах є рідка вода — Ред.).

Однак питання про зону життя — дуже складне. Дослідники, яких очолював Чуаньфей Донґ (Chuanfei Dong) з Лабораторії фізики плазми Принстону (Princeton Plasma Physics Laboratory, PPPL) Міністерства енергетики США та Принстонського університету, нещодавно висловили сумніви щодо наявності води і, отже, можливого життя, на екзопланетах, яких часто згадують з цієї нагоди, що обертаються навколо червоних карликів — найпоширенішого типу зір в Галактиці.

Екзопланета, освітлена її материнською зорею, в уявленні художника. Фото з сайту www.sciencedaily.com.

Науковці виклали результати своїх досліджень у двох статях, оприлюднених журналом Astrophysical Journal Letters. Моделі, розроблені дослідниками, показують — зоряний вітер (постійний потік частинок, який іде від зорі) може суттєво виснажувати атмосферу таких планет протягом сотень мільйонів років, що унеможливлює появу життя на їхніх поверхнях.

«Традиційне визначення та кліматичні моделі зони життя зважають лише на температуру поверхні» — зауважив Донґ. «Але зоряний вітер може суттєво сприяти довгостроковій ерозії та атмосферним втратам багатьох екзопланет, тому кліматичні моделі говорять лише про частину історії».

Щоб розширити уявлення про зону життя, науковці розглянули часовий інтервал збереження атмосфери в екзопланети Проксима Кентавра b (Proxima Centauri b, PCb), яка обертається навколо найближчої до Сонячної системи зорі на відстані приблизно 4 світлових роки (про це йдеться в першій статті). У другій описано те, як довго можуть існувати океани на так званих планетах-океанах (екзопланети, суцільно вкриті глибокими морями — Ред.).

Модель для Проксима Кентавра b показує, що зоряний вітер призводить до розсіювання атмосфери екзопланети. «Еволюція життя триває мільярди років» — зазначив Донґ. «Наші результати вказують — коли тиск зоряного вітру високий, то PCb і схожі екзопланети, зазвичай, не здатні підтримувати атмосферу протягом тривалих періодів часу». «Тільки якщо тиск доволі низький», — сказав він — і якщо екзопланета має досить сильний магнітний щит, подібний до магнітосфери Землі, то екзопланета може зберігати атмосферу і має потенціал для життя».

Ускладнює питання про зону життя навколо червоних зір ще й те, що вона може еволюціонувати, тобто змінюватися з часом. Дуже високий тиск зоряного вітру на ранній стадії може збільшити швидкість розсіювання атмосфери. Отже, атмосфера могла зникнути надто рано, навіть якщо екзопланета була захищена сильним магнітним полем, наприклад, таким, як магнітосфера навколо Землі, сказав Донґ. «Крім того, близько розміщена до зорі планета також може бути завжди оберненою до неї одним боком, як наш Місяць. Внаслідок цього слабке загальне магнітне поле і постійне бомбардування зоряного вітру сприятимуть посиленню втрат атмосфери на тому боці планети, що обернений до зорі».

Для планет-океанів дослідники вивчали вплив зоряного вітру для трьох різних випадків:

• вітри, що вражають магнітосферу Землі нині;
• зоряні вітри від молодих сонячноподібних зір в давнину, коли їх вік становив лише 0,6 млрд років (для порівняння — нинішній вік Сонця становить 4,6 млрд років);
• вплив на екзопланети сильного зоряного спалаху, схожого на той, який уперше спостерігав на Сонці Каррінґтон в 1859 р. і який спричинив аварію телеграфу та привів до появи північного сяйва по всьому світу.

Моделі показали — зоряний вітер в давнину міг спричинити значно швидше розсіювання атмосфери, ніж її втрати від теперішнього сонячного вітру, що досягає магнітосфери Землі. Ба більше, швидкість втрат для явищ типу «спалах Каррінґтона», що, як вважають астрономи, часто трапляються в молодих сонячноподібних зір, виявилася ще вищою.

«Наш аналіз показує, що такі космічні події можуть стати ключовими факторами втрат атмосфери для екзопланети, що обертається навколо активної молодої сонячноподібної зорі» — наголошують автори.

З огляду на підвищену активність червоних зір і близьке розташування до них зон життя, ці результати свідчать про високу ймовірність висихання поверхонь, вкритих колись океанами які могли б народжувати життя, на планетах, що обертаються навколо таких зір. Результати також можуть змінити знамениту формулу Дрейка, яка оцінює кількість цивілізацій в Молочному Шляху, знизивши оцінку середньої кількості планет в розрахунку на одну зорю, де може існувати життя.

Автори дослідження вважають, потрібно здобувати докладнішу інформацію про вплив зоряного вітру на екзопланетні атмосфери і що спокійні зорі кращі в сенсі умов, сприятливих для життя.

За інф. з сайту www.sciencedaily.com