Самые распространённые звёзды во Вселенной, так называемые M-карлики, меньше и холоднее нашего Солнца, но гораздо более активны, испуская интенсивное ультрафиолетовое излучение. Вокруг этих звёзд выявлены многие скалистые планеты, однако их вспышечная активность заставляла учёных сомневаться в возможности существования жизни на этих планетах. Новое исследование утверждает, что такие миры всё же способны удерживать атмосферу (если следуют определённому пути эволюции).
Команда исследователей смоделировала развитие планет от их раскалённого состояния до формирования твёрдой коры и атмосферы. По результатам симуляций, первая атмосфера, вероятно, уничтожается звёздной активностью, но со временем может образоваться вторая атмосфера, которую планеты способны удержать.
«Один из самых интригующих вопросов в астрономии экзопланет сегодня — могут ли скалистые планеты, обращающиеся вокруг M-карликов, удерживать атмосферу, которая поддерживала бы жизнь? — отметил ведущий автор исследования, доцент Джошуа Криссансен-Тоттон (Joshua Krissansen-Totton) из Университета Вашингтона. — Наши выводы дают основания полагать, что у некоторых таких планет действительно есть атмосфера, что значительно увеличивает вероятность того, что эти распространённые планетные системы могут поддерживать жизнь.»
Идея заключается в том, что планеты, находящиеся в обитаемой зоне и не слишком близко к звезде, смогут достаточно быстро сформировать в атмосфере воду. Сначала раскалённая планета будет окутана водородом, который затем будет выдут звездой — но на планетах с умеренной температурой водород сможет соединяться с кислородом, чтобы образовать в итоге воду.
Вода и другие более тяжелые газы затем сформировали бы атмосферу, которая, как показало моделирование, оставалась бы стабильной с течением времени. На этих более холодных планетах, где быстро образуются дожди, атмосфера более стабильная.
Семь планет в системе TRAPPIST-1 служат отличными примерами скалистых миров вокруг M-карлика. JWST в настоящее время изучает их, но пока опубликованы данные лишь о самых близких к звезде планетах — и, как и ожидалось, у них, вероятно, нет атмосферы.
«JWST проще наблюдать более горячие планеты, расположенные ближе к звезде, так как они испускают больше теплового излучения, на которое меньше влияет звёздное излучение. По этим планетам мы имеем довольно однозначный ответ: у них нет плотной атмосферы», — отметил Криссансен-Тоттон.
«Для меня этот результат интересен тем, что он предполагает возможность существования атмосферы на более умеренных планетах, которые стоит тщательно изучить с помощью телескопов, особенно с учётом их потенциала для обитаемости.»
Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.
