В последние годы наблюдается значительный рост интереса к экзопланетам, схожим с Землёй, которые находятся в "зонах обитаемости" своих звёзд. Это связано с желанием учёных найти жизнь за пределами нашей Солнечной системы. Однако расстояние от звезды — это не единственный фактор, определяющий пригодность планеты для жизни.
Ключевую роль в способности планеты поддерживать жизнь играют наличие и сила её магнитного поля, а также то, как оно взаимодействует с магнитным полем звезды. Для защиты от активных процессов на звезде экзопланета должна обладать мощным магнитным полем. Кроме того, она должна находиться на достаточном расстоянии от своей звезды, чтобы избежать опасного прямого магнитного взаимодействия, которое может иметь разрушительные последствия. Поэтому новое исследование Дэвида Александра и Энтони Эткинса из университета Райса, расширяет список критериев, по которым могли бы быть выделены планеты, потенциально пригодные для жизни.
"Увлечение экзопланетами проистекает из нашего желания лучше понять нашу собственную планету", - сказал Дэвид Александр, профессор физики и астрономии, директор Космического института Райса и член Техасского консорциума аэрокосмических исследований и космической экономики. "Вопросы о формировании Земли и обитаемости являются ключевыми факторами, стоящими за нашим изучением этих далеких миров".
Традиционно ученые сосредоточили свое внимание на "зоне Златовласки", т.е. области вокруг звезды, где условия как раз подходят для существования жидкой воды. Добавив магнитное поле звезды к критериям пригодности для жизни, команда Александера предлагает более детальное понимание того, где во Вселенной может процветать жизнь.
Исследование было сосредоточено на магнитных взаимодействиях между планетами и их звёздами-хозяевами. Это понятие также называется космической погодой. На Земле космическая погода определяется солнцем и влияет на магнитное поле и атмосферу нашей планеты.
Исследователи охарактеризовали звездную активность, используя показатель активности звезды, известный как число Россби (Ro): отношение периода вращения звезды к времени ее конвективного оборота. Это помогло им оценить Альфвеновский радиус звезды — расстояние, на котором звездный ветер находится от звезды достаточно далеко.
Планеты в пределах этого радиуса не были бы пригодными для жизни, поскольку они были бы связаны со звездой через своё магнитное поле, что привело бы к уничтожению их самостоятельной атмосферы.
Применив этот подход, команда исследовала 1546 экзопланет, чтобы определить, находятся ли их орбиты внутри или за пределами Альфвеновского радиуса их звезды.
В ходе исследования было установлено, что среди всех изученных планет только две — K2-3d и Kepler-186f — отвечают всем критериям, необходимым для потенциальной обитаемости. Эти планеты, по размеру сопоставимые с Землей, находятся на таком расстоянии от своих звезд, которое позволяет образовываться жидкой воде. Кроме того, они располагаются за пределами альфвеновского радиуса своих светил и обладают достаточно мощными магнитными полями, чтобы защититься от воздействия звездной активности.
"Хотя выполнение этих условий является необходимым для существования жизни на планете, это не означает, что жизнь обязательно возникнет", — отметил Аткинсон, аспирант кафедры физики и астрономии и один из ведущих авторов данного исследования. "Наше исследование подчеркивает важность учета множества факторов при поиске планет, способных поддерживать жизнь".
Данная работа акцентирует внимание на необходимости продолжения исследований и наблюдений экзопланетных систем, принимая во внимание пример Солнечной системы. Расширяя критерии обитаемости, ученые закладывают основу для будущих исследований и наблюдений, которые помогут выяснить, одиноки ли мы во Вселенной.
Источники информации
- Anthony S. Atkinson et al, Exploring the Effects of Stellar Magnetism on the Potential Habitability of Exoplanets, The Astrophysical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad4605
