Иллюстрация художника красного карлика Вольф 359 с небольшой планетой, вращающейся на расстоянии. Вставленное изображение включено в правом нижнем углу. Авторы и права: Рентген: NASA/CXC/SAO/S.Wolk и др.; Иллюстрация: NASA/CXC/SAO/M.Weiss; Обработка изображений: NASA/CXC/SAO/N. Волк
Планеты вокруг других звезд должны быть готовы к экстремальным погодным условиям, согласно новому исследованию рентгеновской обсерватории НАСА «Чандра» и XMM-Newton ЕКА (Европейского космического агентства), в котором изучалось влияние рентгеновских лучей на потенциальные планеты вокруг наиболее распространенных тип звезд.
Астрономы обнаружили, что только планета с парниковыми газами в атмосфере, такая как Земля, и находящаяся на относительно большом расстоянии от изучаемой ими звезды, будет иметь шанс поддерживать жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, вокруг ближайшей звезды.
Вольф 359 — красный карлик с массой примерно в десятую массы Солнца. Красные карлики являются наиболее распространенными звездами во Вселенной и живут миллиарды лет, предоставляя достаточно времени для развития жизни. Вольф 359, находящаяся на расстоянии всего 7,8 световых лет, также является одной из ближайших звезд к Солнечной системе.
«Вольф 359 может помочь нам раскрыть тайны звезд и обитаемости», — сказал Скотт Волк из Центра астрофизики | Гарвардский и Смитсоновский институт (CfA), возглавлявший исследование. «Оно так близко и принадлежит к такому важному классу звезд — это отличное сочетание».
Поскольку красные карлики являются наиболее распространенными типами звезд, астрономы приложили все усилия, чтобы найти экзопланеты вокруг них. Астрономы с помощью оптических телескопов нашли некоторые доказательства существования двух планет на орбите вокруг Wolf 359, но эти выводы были оспорены другими учеными.
«Хотя у нас пока нет доказательств существования планет вокруг Вольфа 359, вполне возможно, что там находится несколько планет», — добавил Волк. «Это делает его отличным испытательным стендом для изучения того, что будут испытывать планеты вокруг звезд такого типа».
Волк и его коллеги использовали «Чандру» и XMM для изучения количества устойчивого рентгеновского излучения и крайнего ультрафиолетового (УФ) излучения — наиболее энергичного типа ультрафиолетового излучения, — которое «Вольф 359» обрушит на возможные планеты вокруг него.
Они обнаружили, что Вольф 359 производит достаточно разрушительного излучения, поэтому только планета с парниковыми газами, такими как углекислый газ, в атмосфере и расположенная на относительно большом расстоянии от звезды, вероятно, сможет поддерживать жизнь.
«Просто находиться достаточно далеко от вредного излучения звезды недостаточно, чтобы сделать ее пригодной для жизни», — сказал соавтор Винай Кашьяп, также из CfA. «Планета вокруг Wolf 359 также должна быть покрыта парниковыми газами, как и Земля».
Чтобы изучить влияние энергетического излучения на обитаемость планет-кандидатов, команда 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 гораздо менее яркий, чем Солнце. Ни одна из планет-кандидатов в эту систему не находится в обитаемой зоне Wolf 359: одна слишком близка к звезде, а другая слишком далеко.
«Если внутренняя планета существует, рентгеновское и сильное ультрафиолетовое излучение, которому она подвергается, разрушит атмосферу этой планеты всего за миллион лет», — сказал соавтор Игнацио Пиллиттери из CfA и Национального института астрофизики в Палермо, Италия.
Команда также рассмотрела влияние радиации на еще не обнаруженные планеты в обитаемой зоне. Они пришли к выводу, что такая планета, как Земля, расположенная в середине обитаемой зоны, должна быть способна поддерживать атмосферу в течение почти двух миллиардов лет, в то время как планета у внешнего края может существовать неопределенно долго, чему способствует потепление парниковых газов.
Откройте для себя новейшие достижения науки, технологий и космоса благодаря более чем 100 000 подписчиков, которые ежедневно получают информацию от Phys.org. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получайте обновления о прорывах, инновациях и важных исследованиях — ежедневно или еженедельно.
Еще одна большая опасность для планет, вращающихся вокруг таких звезд, как Wolf 359, связана с рентгеновскими вспышками или случайными яркими вспышками рентгеновского излучения, помимо постоянного, повседневного излучения звезды. Объединение наблюдений, сделанных с помощью Chandra и XMM-Newton, привело к открытию 18 рентгеновских вспышек от Wolf 359 за 3,5 дня.
Экстраполируя эти наблюдаемые вспышки, команда ожидает, что гораздо более мощные и разрушительные вспышки будут возникать в течение более длительных периодов времени. Совместное воздействие постоянного рентгеновского и УФ-излучения, а также вспышек означает, что любая планета, расположенная в обитаемой зоне, вряд ли будет иметь значительную атмосферу, достаточную для того, чтобы многоклеточная жизнь в том виде, в каком мы ее знаем на Земле, сформировалась и выжила. Исключением является внешний край обитаемой зоны, если на планете наблюдается значительный парниковый эффект.
Эти результаты были представлены на 245-м собрании Американского астрономического общества в Нэшнл-Харборе, штат Мэриленд, и готовятся к публикации в журнале. Центр космических полетов имени Маршалла НАСА в Хантсвилле, штат Алабама, управляет программой «Чандра». Рентгеновский центр «Чандра» Смитсоновской астрофизической обсерватории контролирует научные операции из Кембриджа, штат Массачусетс, и полеты из Берлингтона, штат Массачусетс.
Информация от: рентгеновским центром Чандра.
