ASHC, построенный в зависимости от величины V − Ks для 1533/1546 экзопланет, которые удовлетворяют критериям отбора; остальные 13 планет имеют значения ASHC >100. Источник: The Astrophysical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad4605
Интерес к планетам земного типа, вращающимся в обитаемой зоне своих звезд, резко возрос в связи с поиском жизни за пределами нашей солнечной системы. Однако обитаемость таких планет, известных как экзопланеты, зависит не только от их расстояния до звезды.
Новое исследование Дэвида Александра и Энтони Аткинсона из Университета Райса расширяет определение обитаемой зоны для планет, включая магнитное поле их звезд. Этот фактор, хорошо изученный в нашей солнечной системе, может иметь значительные последствия для жизни на других планетах, согласно исследованию, опубликованному в The Astrophysical Journal 9 июля.
Наличие и сила магнитного поля планеты и его взаимодействие с магнитным полем звезды-хозяина являются ключевыми факторами в способности планеты поддерживать жизнь. Экзопланете необходимо сильное магнитное поле, чтобы защитить ее от звездной активности, и она должна вращаться достаточно далеко от своей звезды, чтобы избежать прямого и потенциально катастрофического магнитного соединения.
«Увлечение экзопланетами проистекает из нашего желания лучше понять нашу собственную планету», — сказал Александр, профессор физики и астрономии, директор Космического института Райса и член Техасского консорциума аэрокосмических исследований и космической экономики. «Вопросы о формировании Земли и ее обитаемости являются ключевыми движущими силами нашего изучения этих далеких миров».
Магнитные взаимодействия
Традиционно ученые сосредоточились на «Зоне Златовласки», области вокруг звезды, где условия как раз подходят для существования жидкой воды. Добавляя магнитное поле звезды к критериям обитаемости, команда Александра предлагает более тонкое понимание того, где во Вселенной может процветать жизнь.
Исследование было сосредоточено на магнитных взаимодействиях между планетами и их звездами-хозяевами, концепции, известной как космическая погода. На Земле космическая погода управляется солнцем и влияет на магнитное поле и атмосферу нашей планеты. Для исследования ученые упростили сложное моделирование, обычно необходимое для понимания этих взаимодействий.
Исследователи охарактеризовали звездную активность, используя меру активности звезды, известную как число Россби (Ro): отношение периода вращения звезды к времени ее конвективного оборота. Это помогло им оценить радиус Альвена звезды — расстояние, на котором звездный ветер фактически отделяется от звезды.
Планеты в пределах этого радиуса не были бы подходящими кандидатами на обитаемость, поскольку они были бы магнитно связаны со звездой, что привело бы к быстрой эрозии их атмосферы.
Применив этот подход, группа исследовала 1546 экзопланет, чтобы определить, лежат ли их орбиты внутри или за пределами радиуса Альвена их звезды.
Жизнь в других частях галактики
Исследование показало, что только две планеты, K2-3 d и Kepler-186 f, из 1546 исследованных соответствуют всем условиям потенциальной обитаемости. Эти планеты имеют размер Земли, вращаются на расстоянии, благоприятном для образования жидкой воды, находятся за пределами радиуса Альвена своей звезды и имеют достаточно сильные магнитные поля, чтобы защитить их от звездной активности.
«Хотя эти условия необходимы для того, чтобы на планете существовала жизнь, они не гарантируют ее», — сказал Аткинсон, аспирант кафедры физики и астрономии и ведущий автор исследования. «Наша работа подчеркивает важность учета широкого спектра факторов при поиске пригодных для жизни планет».
Исследование также подчеркивает необходимость продолжения изучения и наблюдения за экзопланетными системами, извлекая уроки из системы Солнце-Земля. Расширяя критерии обитаемости, исследователи создают основу для будущих исследований и наблюдений, чтобы определить, одиноки ли мы во Вселенной.
Автором данного исследования также является Элисон Фарриш, научный сотрудник Центра космических полетов имени Годдарда в НАСА и бывшая аспирантка Райса.
Информация от: Университетом Райса
