Вспышки небольших звезд расширяют их обитаемые зоны

Ученые пересмотрели роль частых мощных вспышек на маломассивных звездах спектрального класса M или K и пришли к неожиданному выводу: такие события могут не только разрушать атмосферу планет, но и расширять потенциальные зоны обитаемости. Работа показывает, что ультрафиолетовое излучение вспышек красных карликов способно поддерживать химические реакции, важные для возникновения жизни.

Это работает даже в мирах, находящихся дальше от материнской звезды, чем считалось минимально необходимым для начала абиогенеза. Исследование опубликовано в журнале The Innovation.

Необходимый поток NUV для пребиотической химии в диапазоне LW-HZ вокруг типичных звезд M, K и G — Необходимый поток NUV для пребиотической химии в диапазоне LW-HZ вокруг типичных звезд M, K (красные карлики) и G (желтый карлик типа Солнца). Зеленая сплошная линия соответствует требованиям абиогенеза в различных точках, в то время как синяя сплошная и пунктирная линии соответствуют инсоляции звезд в диапазоне NUV с вспышками и без них соответственно. Внутренняя граница диапазона UV-HZ — это пересечение зеленой и синей сплошных линий. Поток NUV архейской Земли (FArch) также показан пунктирной линией. Красной линией показано изменение смоделированной температуры поверхности (Tsurf) на планете, а зеленым фоном отмечена область с температурами от 0°C (273 К) до 57°C (330 К). Источник: https://www.sciencedirect.com/

Вспышки как фактор появления жизни

Традиционно астрономы оценивают пригодность планет по «зоне жидкой воды» — расстоянию, где температура позволяет существовать океанам. Однако авторы работы добавили еще один параметр — ультрафиолетовую зону обитаемости. Именно умеренный поток УФ-излучения может запускать пребиотическую химию, необходимую для формирования органических молекул.

Согласно модели, мощные эпизодические вспышки на малых звездах расширяют область, где одновременно возможны жидкая вода и достаточный, в то же время безопасный уровень «животворящего» ультрафиолета. В результате потенциально пригодная для жизни зона вокруг красных карликов может оказаться шире, чем предполагала традиционная астробиология.

Ученые применили модель к нескольким каменистым планетам у активных звезд и обнаружили, что часть из них попадает сразу в две зоны — водную и ультрафиолетовую — без критического разрушения озонового слоя. Это означает, что вспышки могут не только угрожать атмосфере, но и создавать условия для химической эволюции.

LW-HZ и UV-HZ, отсортированные по массе звезды — Водяная и ультрафиолетовая обитаемые зоны (LW-HZ и UV-HZ), отсортированные по массе известных звезд. Желтыми штрихами обозначены спокойные LW-HZ. На фоне лайма представлены LW-HZ, вызванные вспышками. Пурпурными штрихами обозначены спокойные UV-HZ. Пурпурный фон показывает вспышки в ультрафиолетовом диапазоне. Источник: https://www.sciencedirect.com/

Новые правила поиска жизни

Красные карлики — самые распространенные звезды в галактике, но их активность долго считалась препятствием для обитаемости планетных систем. Такие звезды часто производят мощные вспышки из-за сильных магнитных полей и конвективной структуры.

Звезды K-типа и M-типа меньше и холоднее нашего Солнца, их средние массы составляют 0,45–0,8 M_⊙ и 0,08–0,45 M_⊙ соответственно. Интерес к поиску экзопланет, вращающихся вокруг звезд обоих типов, в последние годы возрос. Это особенно актуально для звезд М-типа, поскольку, по оценкам, они составляют примерно 70% звезд в галактике Млечный Путь. В других умеренно активных галактиках пропорция аналогична.

Кроме того, в то время как продолжительность жизни нашего Солнца в статусе желтого карлика составляет приблизительно 4,5 миллиарда лет, звезды К-типа, по оценкам, более стабильны и способны прожить от 15 до 70 миллиардов лет, а светила M-типа — вообще почти бессмертны, их потенциальный срок жизни — от 100 миллиардов до 14 триллионов лет. То есть теоретические шансы появления жизни там выше. Просуществует ли столько лет Вселенная — другой вопрос.

Экзопланета красного карлика в представлении нейрохудожника Источник: https://commons.wikimedia.org/

Недавно ученые выяснили, что жизнь возможно даже на планетах умирающих и страшно горячих белых карликов. Правда, в любой момент она может оборваться из-за взрыва сверхновой или превращения звезды в черную дыру.

По материалам https://hi-tech.mail.ru/