09.02.2017 | Наука

В НАСА усомнились в обитаемости ближайшей землеподобной планеты Проксима b

Специалисты Центра космических полётов Годдарда НАСА создали новую модель, помогающую вычислить, может ли на каких-либо экзопланетах существовать жизнь или же нет.

Технологию немедленно применили к не так давно обнаруженной планете Проксима b (Proxima b), находящейся в обитаемой зоне ближайшей к Солнцу звезды — Проксима Центавра. Но к разочарованию учёных, мечтающих отыскать внеземную жизнь, оказалось, что, скорее всего, планету придётся исключить из категории потенциально обитаемых миров.

Напомним, что в августе 2016 года астрономы заявили о сенсационной находке: они обнаружили мир Проксима b, который по своему размеру чуть больше Земли. Экзопланета находится на расстоянии чуть больше четырёх световых лет от Солнечной системы. В связи с этим исследователи даже стали подумывать об исполнении давней мечты писателей-фантастов (и не только) о потенциально обитаемом мире, достаточно близком для человечества, чтобы отправить туда первый межзвёздный корабль.

Но, по всей видимости, планам не суждено сбыться: в новом исследовании НАСА предполагается, что Проксима b, которая находится в 20 раз ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу, скорее всего, является безжизненным миром из-за "жестокости" своей родительской звезды.

Поясним. Ранее мы употребили термин обитаемая зона. Этим термином обозначают условную область в космосе, где условия на поверхности находящихся в ней планет (или спутников) будут близки к условиям на Земле и будут обеспечивать существование воды в жидком виде. Она необходима для развития жизни. Иными словами, такие планеты (или спутники) могут поддерживать жизнь, похожую на земную.

Если астрономам удаётся обнаружить мир, находящейся в обитаемой зоне (как бывало уже не раз), то такую планету начинают рассматривать в качестве хорошего места для поиска признаков внеземной жизни. Хотя, конечно, просто нахождение планеты в обитаемой зоне вовсе не гарантирует, что там обязательно будет существовать жизнь.

Как исследователи понимают, что планета находится в той самой зоне? Традиционно они рассматривали, сколько тепла и света излучает родное экзопланете светило. Например, звёзды, которые более массивны, чем Солнце, создают больше тепла и света, поэтому обитаемая зона должна быть дальше от них. У меньших и более холодных звёзд, соответственно, более близкая обитаемая зона.

Но также, наряду с теплом и видимым светом, звёзды излучают рентгеновское и ультрафиолетовое излучения. Не обходится и без звёздных "извержений" – вспышек и корональных выбросов массы. Всё это вместе астрономы называют "космической погодой".

Одним из возможных последствий выброса "жёсткого" излучения является разрушение атмосферы, в процессе которого высокоэнергетические частицы "утягивают" атмосферные молекулы (водород, кислород) в космос.

Новая модель исследователей НАСА как раз учитывает все эти факторы, поскольку учёные считают, что необходимо брать во внимание самые разные параметры прежде, чем наделять планету званием "потенциально обитаемой".

Методики поиска пригодных для жизни планет, как правило, оттачиваются на красных карликах — это относительно прохладные, маленькие и самые многочисленные звёзды во Вселенной.

"С другой стороны, красные карлики склонны к более частым и мощным звёздным извержениям чем, например, наше Солнце. Для оценки обитаемости планет вокруг этих звёзд нужно понимать, каким образом можно сбалансировать столь различные характеристики", — говорит астроном из Центра космических полётов Годдарда и автор научной работы Уильям Данчи (William Danchi).

Ещё один важнейший фактор для зоны обитаемости – возраст родной звезды, уточняют астрономы, основываясь на наблюдениях телескопа "Кеплер".

Каждый день молодые звёзды производят супервспышки, которые, по крайней мере, в десять раз намного более мощные, чем те, которые наблюдаются на Солнце. У более старших "сородичей" (напоминающих немолодое Солнце) такие вспышки случаются только один раз в 100 лет.

"Когда мы смотрим на молодых красных карликов в Галактике, мы видим, что они гораздо менее яркие, чем наше Солнце сегодня. По классическому определению, обитаемая зона вокруг красных карликов должна располагаться от 10 до 20 раз ближе, чем Земля к Солнцу. Сегодня мы знаем, что красные карлики генерируют много рентгеновских лучей и экстремальных выбросов ультрафиолетового излучения из-за частых вспышек", – говорит ведущий автор исследования Владимир Айрапетян из Центра космических полётов Годдарда.

Супервспышки являются причиной разрушения атмосферы, когда рентгеновские лучи и экстремальные ультрафиолетовые выбросы разрушают молекулы атмосферных газов до ионов. Во время процесса ионизации радиация "сшибает" электроны с атомных оболочек. Последние намного легче "сбегают" в космос. Создаётся всё больше отрицательно заряженных электронов, они, в свою очередь, служат "приманкой" положительно заряженным ионам из атмосферы и утягивают их за собой.

Новая модель учёных НАСА как раз и оценивает "побег" кислорода из атмосфер экзопланет, расположенных рядом с красными карликами, а также компенсирование этого процесса вулканической активностью или "бомбардировкой" комет.

Более ранние модели атмосферного разрушения показывали, что наиболее уязвимым химическим элементом является водород. Он, будучи самым лёгким элементом, быстро улетучивается в космос, предположительно, оставляя атмосферу богатую более тяжёлыми элементами — кислородом и азотом.

Исследователи учли в новой модели супервспышки и выяснили, что сильные "штормы" молодых красных карликов создают достаточно излучения высокой энергии, позволяющего "утекать" даже кислороду и азоту. Последние элементы являются важнейшими строительными блоками для "молекул жизни", в том виде в котором мы её знаем.

Специалисты говорят, что если учесть "утечку" кислорода, то модель выявляет не самый благоприятный для жизни факт: молодой красный карлик может сделать близкую экзопланету непригодной для появления жизни в период от нескольких десятков до сотен миллионов лет. Потеря атмосферного водорода и кислорода будет способствовать сокращению (и дальнейшему уничтожению) водоснабжения экзопланеты ещё до того, как жизнь получит возможность развития на ней.

Эти выводы повлияют на планируемые миссии по поиску признаков жизни, в рамках которых стоит задача найти "подписи" жизни в химическом составе атмосфер экзопланет, говорят учёные.

Моделирование скорости потери кислорода — первый шаг в попытках расширить классическое определение зоны обитаемости с учётом космической погоды.

И, принимая во внимание новые условия "игры", можно отметить, что Проксима b вряд ли может быть обитаемым миром. Исследователи учли возраст звезды и близость планеты к своему светилу и пришли к выводу, что этот мир подвергается воздействию потоков рентгеновского и ультрафиолетового излучения супервспышек примерно каждые два часа. Астрономы считают, что кислород, вероятно, улетучился из атмосферы экзопланеты в течение десяти миллионов лет.

Кроме того, интенсивная магнитная активность и звёздный ветер ухудшают и без того жестокую космическую погоду Проксима Центавра. Диагноз: весьма маловероятно, что Проксима b обитаема.

Исследование было опубликовано в научном издании Astrophysical Journal Letters.

По публикациям UkrNet