Открытие и исследование экзопланет за последние три десятилетия стало захватывающим дополнением к астрономии. В 1990 году мы не знали ни о каких планетах за пределами нашей Солнечной системы, а сейчас существует более 4000 подтвержденных экзопланет и еще тысячи кандидатов ожидают подтверждения. Это все еще лишь небольшая выборка планет даже в нашем маленьком уголке галактики. Один из вопросов, связанных с этим проектом, заключался в следующем: насколько типичны планеты, которые мы знаем в нашей собственной системе, а также насколько типична наша система с точки зрения количества и расположения планет? Пока что ответ, по-видимому, заключается в том, что типичных планет нет. Мы находим всевозможные планеты в самых разных расположениях.
Теперь мы можем добавить к этому списку, возможно, еще одно планетарное явление – планету с очевидной вторичной атмосферой. Планета называется GJ 1132 b и находится на расстоянии 41 светового года (в соответствии с соглашением об именовании сама звезда имеет обозначение “a”, и поэтому “b” является первой планетой, обнаруженной в системе). Это звезда — красный карлик, и планета находится очень близко, настолько близко, что она находится в зоне приливов, то есть всегда обращена к звезде одной и той же стороной. Год на этой планете длится всего полтора дня. Планеты, находящиеся так близко к своим родительским звездам, как правило, лишаются атмосферы из-за тепла и солнечного ветра, исходящих от звезды.
Астрономы полагают, что GJ 1132 b когда–то была субнептуном — планетой со скалистым ядром размером примерно с Землю, но плотной водородно-гелиевой атмосферой, делающей ее газовым гигантом. Но вскоре после образования эта атмосфера была сдута ветром, оставив после себя каменистое ядро. Таким образом, астрономы ожидали увидеть на GJ 1132 b практически полное отсутствие атмосферы, а вместо этого они обнаружили свидетельства наличия атмосферы примерно такой же плотности, как у Земли. Это и другие свидетельства заставили их предположить, что это вторичная атмосфера.
Звезды, как правило, более горячие, когда они очень молоды, а затем немного остывают. Красные карлики меняются еще сильнее. В молодости они нестабильны, испуская множество выбросов корональной массы, которые постоянно взрывают близлежащие планеты. Это не сулит ничего хорошего для перспектив жизни на таких планетах. К сожалению, любая планета в обитаемой зоне также находится в радиусе взрыва, и ее атмосфера может быть уничтожена. Красные карлики — самый распространенный тип звезд в галактике, на них приходится 70% звезд, поэтому это влияет на вероятность существования жизни в галактике.
Тогда возникает вопрос: есть ли способ, чтобы планета в системе красных карликов была пригодна для жизни, несмотря на эти препятствия? Одна из гипотез заключается в том, что планета может начать свою жизнь дальше от звезды, затем медленно мигрировать в обитаемую зону и попасть туда только после того, как звезда успокоится. Мы знаем, что такого рода миграция планет может происходить, но правильное определение всех переменных означает, что это, вероятно, редкое событие. Существует также вопрос о том, каково идеальное расстояние от звезды. Вы хотите находиться в зоне, но не настолько близко, чтобы оказаться заблокированным приливом. Хотя, планета, закрытая приливом, не может быть несовместима с жизнью. На планете может быть зона с подходящими температурами, и она может быть больше, чем вы могли бы предположить на первый взгляд, если есть океан и атмосфера, которые могут эффективно переносить тепло с горячей стороны на холодную.
Теперь, возможно, есть другой способ позволить звезде – красному карлику иметь планету с жизнью — что, если после того, как звезда успокоится, планета восстановит свою атмосферу? Это было бы возможно, но как это будет работать?
На данный момент астрономы полагают, что вторичная атмосфера на GJ 1132 b образовалась в результате вулканической активности. Однако вулканическая активность должна быть очень высокой. Атмосфера содержит водород, метан и другие углеводороды (например, смог), что может быть неудобно для жизни на Земле, но теоретически возможно существование людей, дышащих водородом или метаном. Астрономы также считают, что водород поступает из глубин мантии, где он накапливался, когда на планете была плотная водородная атмосфера. Кроме того, они полагают, что приливный нагрев поддерживает планету расплавленной и активной, а газы просачиваются через трещины в тонкой коре.
Все это делает GJ 1132 b ужасным кандидатом на существование жизни в том виде, в каком мы ее знаем. Но вопрос в том, необходимы ли подобные условия для образования вторичной атмосферы? Будет ли достаточной меньшая вулканическая активность при более толстой и устойчивой коре? Должна ли была быть плотная атмосфера типа газовых гигантов? Другими словами, возможен ли сценарий, при котором планета, находящаяся в обитаемой зоне красного карлика, могла бы позднее создать вторичную атмосферу в условиях, комфортных для жизни на водной основе?
Нам еще многое предстоит открыть. Попытки найти пригодные для жизни миры вокруг красных карликов могут оказаться безнадежным делом, но не все надежды потеряны. Тем не менее, оранжевые звезды, возможно, лучше всего подходят для поиска пригодных для жизни планет земного типа. Они достаточно теплые, с длительным сроком службы и обширной обитаемой зоной на безопасном расстоянии от звезды. Желтые звезды, такие как наша, также являются хорошим выбором, просто оранжевых солнц во много раз больше, и они существуют дольше. Скорее всего, большинство обитаемых миров, которые мы найдем, будут находиться вокруг оранжевых звезд. Но я не теряю надежды на красных карликов.
