Каменистые планеты у малых звёзд могут иметь стабильные атмосферы, необходимые для жизни

Исследование под руководством Вашингтонского университета, опубликованное в Nature Communications, показало, что в ходе эволюции некоторых каменистых планет, вращающихся вокруг звёзд M-карликов, формируется стабильная со временем атмосфера.

Ключевой вопрос и объект изучения

Один из главных вопросов в астрономии экзопланет — могут ли каменистые планеты у звёзд M-карликов сохранять атмосферы, способные поддерживать жизнь. Основными кандидатами на поиск жизни являются именно такие планеты, вращающиеся вокруг наиболее распространённых во Вселенной маломассивных звёзд. Близкий пример — система TRAPPIST-1, звезда в 40 световых годах от нас, планеты которой интенсивно изучаются.

Новые данные против прежних сомнений

Предыдущие исследования ставили под сомнение обитаемость планет TRAPPIST-1, предполагая, что интенсивное УФ-излучение испарит поверхностную воду, оставив планету высушенной и, возможно, с большим количеством реактивного кислорода, препятствующего химии возникновения жизни.

Новое моделирование показало иной сценарий для планет в «зоне обитаемости» (Goldilocks zone), на умеренном расстоянии от звезды. В ходе остывания планеты из расплавленного состояния в твёрдое в течение сотен миллионов лет лёгкие газы, такие как водород, действительно улетучивались в космос. Однако на более умеренном расстоянии водород также вступал в реакцию с кислородом и железом в недрах планеты, производя воду и другие, более тяжёлые газы. Это формировало атмосферу, которая, согласно результатам, остаётся стабильной. Кроме того, вода в такой атмосфере довольно быстро выпадает в виде осадков, что снижает вероятность её утечки в космос.

Значение для наблюдений и поиска жизни

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) уже показал, что самые горячие планеты TRAPPIST-1, ближайшие к звезде, не имеют значительной атмосферы. Однако он ещё не смог однозначно охарактеризовать атмосферы планет в «зоне обитаемости».

«Для меня этот результат интересен, потому что он предполагает, что более умеренные планеты могут иметь атмосферы, и их стоит тщательно изучать с помощью телескопов, особенно учитывая их потенциал обитаемости», — говорит ведущий автор Джошуа Криссансен-Тоттон.

Если у этих планет есть атмосферы, это означает возможность существования жидкой воды на поверхности и умеренного климата, благоприятного для жизни. Учитывая ограниченное количество подобных систем (TRAPPIST-1 и несколько других), доступных для детального изучения атмосфер с помощью JWST и новых наземных телескопов, авторы подчёркивают ценность инвестирования наблюдательного времени в их изучение уже сейчас.