В новом исследовании Калифорнийского университета в Ирвине астрономы описывают, как внеземная жизнь потенциально может существовать на далеких экзопланетах внутри особой области, называемой «терминаторной зоной», которая представляет собой кольцо на планетах, одна сторона которого всегда обращена к своей звезде, а другая одна сторона всегда темная.
«Эти планеты имеют постоянную дневную сторону и постоянную ночную сторону», — сказала Ана Лобо, исследователь с докторской степенью в Департаменте физики и астрономии UCI, которая руководила новой работой, которая только что была опубликована в The Astrophysical Journal . Лобо добавил, что такие планеты особенно распространены, потому что они существуют вокруг звезд, которые составляют около 70 процентов звезд, наблюдаемых в ночном небе, — так называемых М-карликов, которые относительно тусклее нашего Солнца.
Терминатор — это разделительная линия между дневной и ночной сторонами планеты. Зоны терминаторов могут существовать в этой «правильной» температурной зоне между слишком жарко и слишком холодно.
«Вам нужна планета, которая находится в оптимальной точке с температурой, подходящей для жидкой воды», — сказал Лобо, потому что, насколько известно ученым, жидкая вода является важным компонентом жизни.
На темных сторонах планет-терминаторов вечная ночь привела бы к резкому падению температуры, из-за чего любая вода могла бы замерзнуть в лед. Сторона планеты, всегда обращенная к своей звезде, может быть слишком горячей, чтобы вода могла долго оставаться на открытом воздухе.
«Это планета, где дневная сторона может быть очень жаркой, далеко за пределами обитаемости, а ночная сторона будет ледяной, потенциально покрытой льдом. На ночной стороне могут быть большие ледники», — сказал Лобо.
Лобо вместе с Аомавой Шилдс, адъюнкт-профессором физики и астрономии UCI, смоделировал климат планет-терминаторов, используя программное обеспечение, обычно используемое для моделирования климата нашей собственной планеты, но с некоторыми корректировками, включая замедление вращения планет.
Считается, что это первый раз, когда астрономы смогли показать, что такие планеты могут поддерживать пригодный для жизни климат, ограниченный этим регионом терминатора. Исторически сложилось так, что исследователи в основном изучали экзопланеты, покрытые океаном, в поисках кандидатов на обитаемость. Но теперь, когда Лобо и ее команда показали, что планеты-терминаторы также являются жизнеспособными убежищами для жизни, это расширяет возможности выбора астрономов, ищущих жизнь.
«Мы пытаемся привлечь внимание к большему количеству планет с ограниченным запасом воды, которые, несмотря на отсутствие обширных океанов, могут иметь озера или другие более мелкие водоемы с жидкой водой, и этот климат на самом деле может быть очень многообещающим», — сказал Лобо.
Один из ключей к находке, добавил Лобо, заключается в точном определении того, какая именно планета зоны терминатора может удерживать жидкую воду. Команда обнаружила, что если планета в основном покрыта водой, то вода, обращенная к звезде, вероятно, испарится и покроет всю планету толстым слоем пара.
Но если есть земля, такого эффекта быть не должно.
«Ана показала, что если на планете много земли, сценарий, который мы называем «обитаемостью терминатора», может существовать намного легче», — сказал Шилдс. «Эти новые и экзотические состояния обитаемости, которые открывает наша команда, больше не являются предметом научной фантастики — Ана проделала работу, чтобы показать, что такие состояния могут быть климатически стабильными».
Признание терминаторных зон потенциальными гаванями для жизни также означает, что астрономам необходимо будет скорректировать способ изучения климата экзопланет в поисках признаков жизни, потому что создаваемые жизнью биосигнатуры могут присутствовать только в определенных частях атмосферы планеты.
Эта работа также поможет информировать будущие усилия групп, использующих такие телескопы, как космический телескоп Джеймса Уэбба или большой ультрафиолетовый оптический инфракрасный телескоп Surveyor, которые в настоящее время разрабатываются в НАСА, поскольку они ищут планеты, на которых может быть внеземная жизнь.
«Исследуя эти экзотические климатические состояния, мы увеличиваем наши шансы найти и правильно идентифицировать пригодную для жизни планету в ближайшем будущем», — сказал Лобо.
