Наше Солнце не вечно. Примерно через 5 миллиардов лет у него закончится ядерное топливо. Оно раздуется, как гигантский воздушный шар, а затем постепенно исчезнет. Все следы жизни на Земле в ходе этого процесса будут уничтожены. Как, возможно, и сама Земля. Другие, подобные Солнцу звезды, переживут нечто подобное. Средняя продолжительность жизни таких объектов – около 10 миллиардов лет.
К счастью, наша Вселенная устроена так, что при правильных условиях жизнь может возникнуть всего через миллиард лет после рождения звезды. А наша звезда далека от типичной. Потому что в нашей Галактике, на самом деле, очень много красных карликов. Это самый распространенный в Млечном Пути тип звезд – их доля составляет около 75%. И эти звезды могут светить более триллиона лет! Почему же они живут так долго? Потому что эти звезды ненамного больше Юпитера. Они крайне медленно сжигают свое топливо из-за небольшой массы и невысокой гравитации.
Поскольку красные карлики очень распространены в космосе, и очень долго живут, они вызывают повышенный интерес среди искателей жизни за пределами Земли. Некоторые из самых интересных экзопланет (планет, вращающихся вокруг других звезд), которые обнаружены на сегодняшний день, вращаются именно вокруг красных карликов.
Однако, несмотря многообещающие характеристики для поддержания жизни, эти звезды могут нести для нее серьезную опасность.
Капризы красных карликов
На самом деле не все так радужно под красным солнцем. Поскольку красные карлики намного холоднее и тусклее, чем звезды, подобные Солнцу, их обитаемые зоны расположены намного ближе к ним. Ближайший пример – экзопланета Проксима b, вращающаяся вокруг красного карлика Проксима Центавра. Она находится в среднем в 8 раз ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу.
И подобная близость создает огромные проблемы для жизни. Потому что гравитация красной карликовой звезды замедляет вращение планеты. И она в итоге окажется, как и наша Луна, приливно заблокирована. И только одна сторона планеты будет обращена к звезде. Дневная сторона при этом будет достаточно горячей, чтобы вскипятить воду. А ночная – достаточно холодной, чтобы ее заморозить. И только наличие атмосферы, подобной земной или венерианской, сможет немного нивелировать эти температурные различия.
Красный и злой
Есть у красных карликов и еще одна особенность. Они рождают вспышки гораздо чаще, чем наше Солнце. И испускают при этом волны ультрафиолетового и рентгеновского излучения. Которые очень вредны для жизни. Только представьте – наше Солнце смогло погубить атмосферу Марса с огромного расстояния. Очевидно, что такие планеты, как Проксима b, находящиеся примерно в 30 раз ближе к своей яростно вспыхивающей звезде, могут потерять свою атмосферу всего за пару десятков миллионов лет. Еще хуже то, что такие планеты приливно заблокированы. Их расплавленные недра, вероятно, по этой причине не активны. И генерируют очень слабые магнитные поля. Это значит, что у такой планеты нет магнитосферы. И, как следствие, защиты от радиации. Подобные условия вовсе не способствует появлению и распространению жизни.
В 2014 году миссия НАСА Swift зафиксировала исходящую от одного из красных карликов вспышку. Она была в 10 000 раз более мощная, чем любая из когда-либо излученных нашим Солнцем. Установлено, что большинство новорожденных красных карликов довольно часто могут испускать такие мега-вспышки. Возможно – в знак протеста против нашей оценки их размеров😁. Ясно одно – интенсивное излучение этих мега-вспышек гарантированно может стерилизовать все близлежащие планеты.
Все эти факторы рисуют мрачную картину. Но все же. Есть ли надежда на жизнь возле таких звезд?
Облачно, возможна жизнь
В принципе, при определенных условиях, это возможно. Если, например, экзопланета сформируется достаточно далеко от вспыхивающего красного карлика. И будет иметь большое количество воды, которую сможет удерживать достаточно долго. Даже несмотря на агрессивную родительскую звезду. Так может быть в случае с системы TRAPPIST-1. Наблюдения этой системы возрастом 8 миллиардов лет в ультрафиолетовом диапазоне телескопом Хаббл показали, что три планеты системы находятся в обитаемой зоне звезды. И вполне могут иметь на поверхности жидкую воду.
А если вода есть, то должны быть и облака. Как на Земле. В 2013 году компьютерное моделирование атмосфер планет возле красных карликов показало, что если есть вода на поверхности и, соответственно, облака в атмосфере, они будут отражать достаточно солнечного света. И планета не будет слишком горячей. И, следовательно, сможет поддерживать жизнь.
Найти и не сдаваться!
Долгожданный космический телескоп имени Джеймса Уэбба (JWST), запуск которого запланирован на 2021 год, будет иметь возможность измерять температуру планет, вращающихся вокруг других звезд. И если у планеты возле красного карлика есть облака, температура на обращенной к звезде стороне будет ниже, чем на безоблачной планете. И наоборот. JWST также будет наблюдать за атмосферой потенциально обитаемых планет вокруг красных карликов. И определять, содержат ли они значительное количество кислорода, углекислого газа, метана и воды. Именно эта смесь может являться свидетельством существования жизни в том виде, в каком она нам известна.
Другие признаки жизни, вероятно, будут вне досягаемости возможностей JWST. Но их можно будет обнаружить в атмосферах красных карликов с помощью будущих телескопов. Ученые недавно выяснили, как именно вспышки красных карликов могут повлиять на атмосферу экзопланет. И обнаружили, что постоянные вспышки увеличивают количество диоксида азота и азотной кислоты в атмосфере. Которая в противном случае была бы слишком слабой для обнаружения. Оба этих химических вещества являются возможными индикаторами жизни.
Но даже если окажется, что красные карлики действительно могут иметь планеты с водой, потребуется много времени, чтобы понять, действительно ли они пригодны для жизни. И если это так, это будет иметь колоссальное значение. Ведь такие звездные системы не только являются прекрасным местом для существования жизни в настоящее время. Но и останутся ими, когда все солнцеподобные звезды в нашей Галактике умрут. Красные карлики останутся единственными существующими звездами. Экзопланеты, вращающиеся вокруг них, могут в конечном итоге остаться единственным пристанищем для жизни…