Исследование NASA поможет определить потенциально пригодные для жизни планеты
Звезды должны излучать достаточно ближне-инфракрасного свечения, чтобы не допускать потерю океанов на планетах, сообщает Еngadget.
Фото - NASA
NASA уже обнаружили множество экзопланет вокруг близлежащих звезд и обнаружат неисчислимо больше, когда запустят космический телескоп Джеймса Вебба (JWST). Проблема в том, что ученые не вполне уверены, какие сочетания звезды и ее планеты будут, скорее всего, поддерживать жизнь. Новое исследование NASA обнаружило, что планеты, вращающиеся вокруг маленьких звезд, таких как Trappist-1, могут сохранять свои океаны в течение миллиардов лет, даже если они довольно близки, если звезда излучает необходимое количество инфракрасного излучения.
В обозримом будущем астрономы будут сканировать красные карликовые звезды на пригодные для жизни планеты, преимущественно других типов, не таких как наше Солнце. Это потому, что их легче найти и они достаточно малы, чтобы колебания малых, похожих на Землю, планет могли быть обнаружены. Кроме того, заметно падение количества света, когда планета проходит перед звездой и ученые могут определить состав ее атмосферы, исходя из того, сколько звездного света она поглощает.
Поэтому ученые, очевидно, очень заинтересовались тем, какие красные карликовые звезды и планеты могут поддерживать жизнь. Именно в этой области происходит новое исследование, проведенное командой из Института космических исследований имени Годдарда NASA и Института науки о жизни Земли в Токийском технологическом институте.
Если планета слишком холодная, вся вода на ней замерзнет, что затруднит жизнь. Если она слишком жаркая, вода испарится и поднимется в стратосферу, где будет разложена на водород и кислород ультрафиолетовым излучением звезды. Последнее состояние, называемое «влажной теплицей», в конечном итоге приводит к потере всех океанов, убивая любые шансы на жизнь.
Концепция художника о системе Trappist-1 (NASA)
В отличие от Земли, планеты в красных карликовых системах часто заперты центробежными силами так, что одна и та же сторона всегда указывает на звезду. Это приводит к экстремальному нагреву с одной стороны и охлаждению на другой, но, к счастью, такие планеты достаточно быстро движутся вокруг звезды, чтобы создать циркулирующую атмосферу. Такая атмосфера может вполне обеспечить планете подходящую температуру для сохранения воды в жидком состоянии, при этом блокируя ее от испарения в стратосферу.
Используя новую, современную трехмерную атмосферную модель, исследователи из NASA и Токио смоделировали атмосферную циркуляцию на планете в гипотетической системе красного карлика. «Мы нашли важную роль для типа радиации, излучаемой звездой, и ее влияния на атмосферную циркуляцию экзопланеты при создании влажного парникового состояния», - сказал Фуджий.
До сих пор ученые полагали, что если поверхность планеты будет слишком теплой, около 65С, это создаст разрушающее океан влажное парниковое состояние. Однако команда обнаружила, что на красном карлике, для планеты типа Траппист-1, это необязательно так. Если звезда излучала достаточно инфракрасного излучения, она могла бы вызвать влажный парниковый эффект даже при температурах близких к максимальным земным.
Однако модель неожиданно показала, что если бы экзопланета была ближе к своей родительской звезде, инфракрасное нагревание медленнее увеличивало бы влажность атмосферы. То есть, вопреки выводам предыдущих моделей, такая планета может оставаться пригодной для жилья.
Если исследование окажется обоснованным, его выводы помогут ограничить число экзопланет среди кандидатов на пригодность для жизни. Ученые могут вначале измерить излучение звезды, зная, что более холодные звезды излучают больше инфракрасного излучения. Затем, если это будет возможно, они могли бы измерить атмосферный состав ее планет с помощью спектроскопических методов. Такие методы в основном показывают состав стратосферы, наличие воды в которой может указывать на непригодность планеты для жизни.
«Пока мы знаем температуру звезды, мы можем оценить, могут ли планеты, близкие к своим звездам, потенциально находиться во влажном тепличном состоянии», - сказал соавтор Энтони Дель Генио из NASA. «Если воды достаточно, чтобы ее можно было обнаружить, это, вероятно, означает, что планета находится во влажном тепличном состоянии». Если это так, планета, вероятно, быстро теряет воду - так что океаны и любая потенциальная жизнь в них могут быть обречены.
Переведено @vako