Вспышки звезд могут расширить обитаемые зоны вокруг малых звезд

Фото из открытых источников

Традиционно поиски жизни за пределами Земли были сосредоточены на экзопланетах, вращающихся вокруг звезд, подобных Солнцу, то есть звезд G-типа. Однако маломассивные звезды, обозначаемые как звезды K- и M-типа, быстро стали объектом исследования в области астробиологии, прежде всего из-за гораздо большей продолжительности их жизни. Это также означает, что обитаемая зона (ОЗ), то есть расстояние от звезды, где может существовать жидкая вода, намного меньше, чем ОЗ нашей Солнечной системы, и называется зоной обитаемости с жидкой водой (ЗЛВ-ОЗ). В отличие от этого, существует другой тип ОЗ, в котором ультрафиолетовое (УФ) излучение звезды потенциально создает условия для жизни, и он известен как УФ-ОЗ.

Теперь группа исследователей из Китая усовершенствовала определение ультрафиолетового излучения высокой частоты (UV-HZ). Результаты их исследований были недавно опубликованы в журнале The Innovation и могут помочь ученым лучше понять параметры и условия обнаружения жизни за пределами Земли, и особенно в экзопланетных системах.

В рамках исследования ученые использовали ряд моделей и научных расчетов, чтобы оценить, может ли повышенная активность солнечных вспышек уточнить параметры расстояния до УФ-зоны высокой плотности (UV-HZ). С помощью этих моделей команда стремилась определить вероятность синтеза предшественников РНК, то есть химических процессов, происходящих при производстве строительных блоков РНК. Кроме того, они оценили, какой вклад вносит активность маломассивных солнечных звезд в UV-HZ и как это соотносится с параметрами расстояния до LW-HZ. Одна из главных целей исследования заключалась в том, чтобы выяснить, перекрываются ли UV-HZ и LW-HZ.

Исследователи применили свои модели к девяти подтвержденным экзопланетам, вращающимся вокруг звезд K-типа и M-типа: Kepler-1540 b (K-тип), KOI-7703.01 (K-тип), KOI-8047.01 (M-тип), Kepler-155 c (K-тип), KOI-5879.01 (M-тип), Kepler-1512 b (M-тип), Kepler-438 b (M-тип), KOI-7706.01 (K-тип) и KOI-8012.01 (M-тип). Все эти экзопланеты подтверждены или, вероятно, подтверждены как каменистые, за исключением Kepler-1540 b, которая была обозначена как экзопланета, подобная Нептуну.

В итоге исследователи обнаружили, что, хотя ультрафиолетовая и длинноволновая зоны высокой интенсивности могут перекрываться вокруг маломассивных звезд, только три из девяти экзопланет, исследованных в ходе исследования, вращались в пределах этой перекрывающейся области (KOI-8012.01, KOI-8047.01 и KOI-7703.01). Исследователи отмечают, что для подтверждения обитаемости их поверхностных температур необходимы дальнейшие наблюдения за Kepler-1540 b, Kepler-438 b и Kepler-155 c.

В исследовании отмечается: «Хотя многие экзопланеты были изучены статистически, оценка обитаемости отдельных планет в обитаемой зоне по-прежнему представляет собой сложную задачу как с астробиологической, так и с наблюдательной точек зрения. Оценка обитаемых зон вокруг звезд по различным параметрам помогает нам лучше понять обитаемость экзопланет. Переоценив обитаемые зоны и создав всеобъемлющий каталог планет в них, мы можем сделать вывод, что планеты земной группы, находящиеся как в зонах обитания с жидкой водой, так и в зонах обитания с ультрафиолетовым излучением, с большей вероятностью могут поддерживать жизнь».

Как уже отмечалось, звезды K-типа и M-типа меньше и холоднее нашего Солнца, их средняя масса составляет 0,45–0,8 солнечных масс, а средняя — 0,08–0,45 солнечных масс. Несмотря на меньший размер и меньшую температуру, в последние годы возрос интерес к поиску экзопланет, вращающихся вокруг звезд обоих типов. Это особенно актуально для звезд M-типа, поскольку, по оценкам, они составляют приблизительно 70 процентов звезд в Галактике Млечный Путь. Кроме того, если приблизительная продолжительность жизни нашего Солнца составляет 4,5 миллиарда лет, то продолжительность жизни звезд K-типа и M-типа оценивается в 15–70 миллиардов лет и 100 миллиардов–14 триллионов лет соответственно.

Пожалуй, одной из самых интригующих экзопланетных систем M-типа является TRAPPIST-1 , в которой находятся семь каменистых миров. Хотя все экзопланеты вращаются очень близко к своей звезде с периодами обращения от 1 до 12 дней, три из них находятся в пределах обитаемой зоны звезды. Несмотря на эти многообещающие данные, астрономы предполагают, что экзопланеты находятся в приливном захвате со своей звездой, которая также демонстрирует высокую звездную активность и солнечное излучение. Это означает, что потенциальная обитаемость семи экзопланет остается под вопросом.