Наше Солнце не самая типичная звезда на просторах Млечного Пути – основное «население» Галактики и по количеству и по совокупной массе составляют небольшие и тусклые звёздочки. Несмотря на то, что их даже не видно невооружённым взглядом на ночном небосводе, они представляют очень большой интерес для астробиологов и других любителей поисков внеземной жизни. Дело в том, что красные карлики очень экономно расходуют своё топливо и могут выполнять свои звёздные функции очень и очень долго. Если Солнце, как звезда, проживёт «всего лишь» около 12 миллиардов лет, то небольшой красный карлик будет светить и десять, и сто и даже десять тысяч миллиардов лет! Такая поразительная, даже по меркам Вселенной, стабильность открывает просто невообразимые просторы для эволюции живых организмов. Хотя к вопросу обитаемости планет вокруг красных карликов у учёных были и остаются большие вопросы.
Под обитаемостью экзопланеты мы будем подразумевать возможность существования на ней воды в жидком виде. Если есть вода, то в ней теоретически возможна и жизнь – раз это правило работает для нашей планеты, то почему бы ему не выполняться и за пределами Солнечной системы? Чтобы вода была жидкой, на планете должно быть не слишком холодно и не слишком жарко. В первом случае вся вода превратиться в лёд, а во втором – испариться и со временем её «сдует» с планеты солнечным, а точнее звёздным, ветром. Поэтому в зависимости от яркости звезды и того количества тепла, которое экзопланета от неё получает, можно провести геометрические границы воображаемой «обитаемой зоны». Для Солнца и ему подобных звёзд это работает хорошо, но не в случае с красными карликами.
Поскольку карлик светит очень экономно и тускло, экзопланете нужно быть очень близко к нему, чтобы «согреться». Для астрономов это может быть и хорошо – чем ближе экзопланета к своей звезде, тем проще её обнаружить. Но астробиологам близкое соседство путает все карты красиво расчерченных обитаемых зон. Потому что на сцену выходит гравитация. Чем ближе находятся объекты друг к другу, тем сильнее они связаны гравитационно и тем сильнее более тяжёлый объект (звезда) влияет на более лёгкий (экзопланета). Настолько, что красный карлик своей гравитацией может немного «размять» экзопланету, словно пластилиновый шарик. И как пластилин начинает разогреваться, если его мять, так и экзопланета будет подогреваться за счёт гравитационных сил. Большое влияние на степень такого «прогрева» оказывает форма орбиты экзопланеты – чем она более вытянутая, то есть чем больше разница между её максимальным и минимальным удалением от звезды, тем большей деформации подвергается экзопланета, и тем сильнее она нагревается. Настолько, что может «покинуть» обитаемую зону.
Как пишут в PNAS исследователи и Флоридского университета, проанализировавшие эллиптичность орбит более чем 150 известных экзопланет, примерно две трети от общего количества экзопланет красных карликов в нашей Галактике могут оказаться необитаемыми, в том числе из-за подобной «гравитационной стерилизации». Причём вероятность перегреться выше для систем с одной экзопланетой – для них эллиптическая орбита более вероятна. А вот наличие нескольких экзопланет больше благоволит неэллиптическим, то есть круговым, орбитам, на которых гравитационный разогрев меньше. Впрочем, оставшуюся треть от популяции экзопланет красных карликов маленькой никак не назовёшь – на неё приходится больше сотни миллионов планет. Так что есть, мест, где можно поискать жизнь на просторах нашей Галактики, судя по всему, ещё хватает.
30 мая 2023
Автор: Максим Абаев
Статьи по теме: