Угрозы для обитаемой зоны экзопланет от звездных соседей

Обитаемая зона (ОЗ) — это область вокруг звезды, где планеты получают достаточно энергии для существования жидкой воды на поверхности. Это важный, но упрощенный критерий при поиске тысяч экзопланет.

Новое исследование оценивает угрозы для планет в обитаемых зонах в нашей звездной окрестности. Работа «The 10 pc Neighborhood of Habitable Zone Exoplanetary Systems: Threat Assessment from Stellar Encounters & Supernovae» принята к публикации в The Astronomical Journal и доступна на сервере препринтов arXiv. Ведущий автор — Тисягупта Пайн из Visva-Bharati University, Индия.

Контекст и методология

Ученые исследовали области радиусом 10 парсек вокруг 84 звездных систем, содержащих экзопланеты в обитаемых зонах (HZS). Среди более 4500 звезд с экзопланетами около 140 имеют планеты в ОЗ.

Для систематического сравнения были разработаны два индекса:

  • Solar Similarity Index (SSI) — сравнивает свойства нашей Солнечной системы со свойствами других HZS.
  • Neighborhood Similarity Index (NSI) — сравнивает звездное окружение в радиусе 10 парсек от Солнца с окружением других HZS.

«Хотя концепция ОЗ жизненно важна для поиска обитаемых миров, звездная среда планеты также играет важную роль в определении долговечности и поддержании обитаемости», — пишут авторы.

Оценка угроз

Основные угрозы — взрывы сверхновых и тесные сближения со звездами, которые могут разрушить атмосферы, выбросить планеты из систем или уничтожить их.

  1. Угроза сверхновых: Исследователи искали массивные звезды (>8 солнечных масс) — потенциальные предшественники сверхновых — в окрестностях HZS. Такие звезды найдены в районах двух систем: TOI-1227 и HD 48265.
  2. Угроза звездных сближений: Риск тесного пролета другой звезды, способного нарушить стабильность системы, выявлен для одной системы — HD 165155. Ее частота опасных сближений составляет ≥1 событие за 5 млрд лет.

Результаты и выводы

  • NSI показал, что звездное окружение большинства HZS очень похоже на солнечное (NSI > 0.75).
  • SSI показал широкий разброс значений из-за большого разнообразия самих звезд HZS.

Взрыв сверхновой в пределах ~50 световых лет может стерилизовать поверхность близких планет, лишить атмосферы более далекие и вызвать массовые вымирания. Свободно летающие планеты (FFPs), вероятно, стали «сиротами» именно из-за гравитационных возмущений при звездных сближениях.

Исследование подчеркивает, что обитаемость — хрупкое и, возможно, мимолетное состояние. Даже находясь в обитаемой зоне, планета может лишиться этого статуса из-за событий в своей звездной среде.