Астрономы говорят, что у близлежащего красного карлика Gliese 887, похоже более опасная вспышка, чем предполагалось ранее. Это может сделать жизнь сложной - но, возможно, не невозможной.
Экзопланеты - миры, вращающиеся вокруг других звезд - обычны вокруг красных карликов, что не должно вызывать удивления, поскольку красные карлики, в свою очередь, являются наиболее распространенными звездами в нашей галактике. Такие звезды, как правило, очень активны и излучают мощные солнечные вспышки, подвергая опасности любые в противном случае обитаемые планеты. Но, в частности, один красный карлик, у которого есть планеты, Gliese 887 (он же GJ 887 или Lacaille 9352), казался тише большинства, с меньшей активностью вспышек.
И это была отличная новость для возможности существования жизни на любой из ее планет, но теперь кажется, что эти планеты могут быть не так безопасны, как предполагалось на первый взгляд, заявили астрономы из Университета штата Аризона (ASU).
GJ 887 был отмечен из-за кажущейся мягкой космической среды, которую он обеспечивает своим недавно обнаруженным планетам. За 27 дней оптического мониторинга транзитного спутника исследования экзопланет (TESS) у звезды не было обнаруженных вспышек. Ультрафиолетовые наблюдения раскрывают иную историю. Две высококонтрастные вспышки произошли всего за 2,8 часа наблюдения в далеком ультрафиолетовом диапазоне с помощью космического телескопа Хаббл (HST). Масштабирование Солнца показывает, что эти вспышки были событиями X-класса или более крупными, обычно связанными с выбросами корональной массы на Солнце.
Сотни событий равной или большей энергии, вероятно, произошли во время мониторинга TESS, но их оптические контрасты были слишком малы, чтобы их можно было обнаружить. Подобные сильные, но необнаруживаемые оптически ультрафиолетовые вспышки могут доминировать в высокоэнергетическом излучении всех M-звезд на протяжении всей их жизни, влияя на фотохимические процессы и эрозию атмосферы на вращающихся планетах.
Gliese 887 ранее находился под наблюдением TESS, который сейчас активно ищет новые экзопланеты после завершения миссии космического телескопа Кеплер. За звездой непрерывно наблюдали 27 дней, и за это время вспышек не было. Это казалось необычным для красного карлика, но также означало, что, возможно, его планеты не будут уничтожены солнечным излучением в такой степени, как предполагалось вначале.
Однако эти выводы, возможно, были несколько преждевременными. Пак Лойд и Евгения Школьник из Школы исследования Земли и космоса АГУ не совсем уверены, что звезда действительно настолько тихая. Они решили взглянуть на архивные данные о звезде с Хаббла, и их подозрения подтвердились. Они обнаружили, что Gliese 887 действительно вспыхивает ежечасно.
Так как же они это определили, если TESS не заметил никаких вспышек?
Они посмотрели на изображения и данные звезды в ультрафиолетовом (УФ) свете. TESS наблюдал звезду в обычном видимом свете, как мы видим своими глазами. Но вспышки на красных карликах могут проявляться в ультрафиолетовом свете, даже когда видимый свет ничего не показывает. Фотоны («частицы» света или наименьшее дискретное количество электромагнитного излучения) в ультрафиолетовом свете обладают намного большей энергией, чем фотоны видимого света, что облегчает наблюдение за вспышками. Поскольку TESS не обнаружил никаких вспышек, предполагалось, что у звезды их гораздо меньше, чем у большинства других красных карликов. Однако вспышки были, но видимы только в ультрафиолетовом свете.
Школьник сказала в своем заявлении:
«Приятно осознавать, что наблюдение за звездами в нормальном оптическом свете (как это делает миссия TESS) не дает возможности рассказать всю историю. Повреждающую радиационную среду этих планет можно полностью понять только с помощью ультрафиолетовых наблюдений, таких как наблюдения с космического телескопа Хаббл».
Могут ли красные карлики содержать живые миры? Это представляет большой интерес для ученых, поскольку их очень много и у многих, если не у большинства, похоже, есть планеты. Как сказал Лойд:
«Если возникновение жизни на планете в большей или меньшей степени связано с броском кубиков, то M-звезды бросают эти кубики гораздо чаще, чем звезды любого другого типа».
Только в июле этого года астрономы объявили о двух (а может, и трех) экзопланетах - больших и массивных, чем Земля, но меньше и менее массивных, чем Нептун, - вращающихся вокруг Gliese 887, названных Gliese 87b и Gliese 87c. С космической точки зрения звезда находится очень близко к нам, всего в 11 световых годах от нас. Две известные планеты вращаются близко к внутреннему краю обитаемой зоны звезды, области, где температура может позволить жидкой воде существовать.
Более раннее исследование 2014 года показало, что практически у каждого красного карлика есть хотя бы одна планета. Результаты были получены в ходе анализа данных двух высокоточных обзоров планет - поисковика планет с высокой точностью радиальной скорости (HARPS) и ультрафиолетового и визуального спектрографа Эшелле (UVES), которые эксплуатируются Европейской южной обсерваторией в Чили. Объединив данные, команда смогла обнаружить сигналы, которые были недостаточно сильными, чтобы их можно было четко увидеть в данных от одного только инструмента.
Неустойчивость красных карликов с их мощными вспышками считается существенным препятствием для возможной эволюции жизни на любых планетах, вращающихся вокруг них. Но насколько это правда? Нет никаких сомнений в том, что излучение от таких вспышек - большая проблема, но это не может означать, что жизнь всегда невозможна.
Ближайшая к нашей Солнечной системе звезда, Проксима Центавра, - это красный карлик, вокруг которого вращается по крайней мере одна планета земной массы - Проксима Центавра b. Новое исследование, проведенное учеными из Университета Буэнос-Айреса-CONICET (IAFE) в Аргентине в феврале прошлого года, показало, что жизнь - по крайней мере, микробная - может выжить на этой планете, если она вообще когда-либо существовала. По словам астробиолога Ксимены Абревая:
«Наши эксперименты показывают, что жизнь «такой, какой мы ее знаем», может справиться с окружающей средой, сильно облученной ультрафиолетом, в условиях, которые невозможно найти на Земле».
Исследователи смоделировали различные атмосферы планеты и обнаружили, что даже те, у которых нет озона, могут в достаточной мере защитить жизнь на поверхности от радиации. То же самое можно сказать и о атмосфере, богатой азотом и двуокисью углерода. Они также обнаружили, что даже без защиты атмосферы от УФ-излучения, достигающее поверхности Проксимы Центавра b во время более спокойных условий, было бы незначительным с биологической точки зрения. Даже в худшем случае часть микроорганизмов может выжить.
Результаты обнадеживают с точки зрения возможности существования жизни на планетах, вращающихся вокруг красных карликов. В конце концов, высокие дозы радиации, более высокие, чем на Земле, не всегда могут быть похоронным звоном для живых организмов. Так что, несмотря на «жестокую» репутацию этих звезд, вполне возможно, что вокруг красных карликов все еще будет найдено множество пригодных для жизни миров.