Если бы не мощные звездные вспышки, наблюдаемые со стороны ультрахолодного красного карлика TRAPPIST-1, который обладает планетной системой из минимум семи планет, то это было бы идеальное место для поиска внеземной жизни.
Планетная система TRAPPIST-1, включающая три скалистых экзопланеты в обитаемой зоне, где температурные условия подходят для того, чтобы на поверхности этих миров была жидкая вода, привлекает внимание астробиологов с момента своего открытия.
Система находится «всего» в 39 световых годах от Земли, что делает ее доступной для прямых наблюдений в скором будущем с помощью, например, космического телескопа NASA «Джеймс Уэбб».
Только вот у этой системы есть один серьезный недостаток. Как и большинство красных карликов, TRAPPIST-1 демонстрирует «агрессивное поведение», являясь источником частых и мощных — существенно мощнее, чем солнечные — вспышек. TRAPPIST-1 является очень холодной звездой, и поэтому зона обитаемости находится очень близко к ней, что вызывает обоснованные опасения по поводу стерилизации планет вспышками.
Однако новое исследование, опубликованное в Astrophysical Journal Letters, переворачивает все с ног на голову, указывая на то, что эти вспышки могут оказывать благотворное влияние на недра экзопланет, которые находятся в обитаемой зоне. Авторы исследования допускают, что мощные вспышки со стороны TRAPPIST-1 могут активизировать геологические процессы, которые поддерживают стабильность атмосфер планет, и это может увеличить шансы на обнаружение жизни в тех мирах. Ученые признают, что необходимо провести дополнительные расчеты, чтобы определиться с уравновешивающимися эффектами, но они утверждают, что нам не стоит торопиться списывать со счетов планетные системы со вспыхивающими звездами.
«Всплески плазмы и усиленное УФ-излучение, связанные с корональными выбросами массы и вспышками, могут привести к ионизации экзосфер и способствовать атмосферной эрозии, — отмечается в исследовании. — Это было тщательно изучено, и бушуют споры о том, исключают ли такие эффекты перспективы [присутствия] жизни вокруг часто вспыхивающих звезд, таких как Проксима Центавра».
Звездные вспышки, идущие на пользу
Это один из самых больших вопросов, ответ на который позволит нам лучше разобраться в теме распространения жизни в Млечном Пути и во Вселенной. Большинство известных экзопланет, рассматриваемых как потенциально обитаемые миры, находятся на орбите звезд, подобных TRAPPIST-1, так как красные карлики — самые распространенные объекты звездного типа во Вселенной. Если все эти экзопланеты лишены атмосферы и стерилизованы, то наши шансы найти жизнь на относительно небольшом расстоянии от Солнечной системы сильно уменьшаются.
Тем не менее, как отмечают исследователи, никто ранее не брал во внимание электрические токи, которые вспышки, подобные тем, что демонстрирует TRAPPIST-1, могут вызывать внутри экзопланет. Скалистые планеты, такие как Земля, имеют изолирующие внешние слои, но их «внутренности» являются проводящими.
«Поэтому магнитная энергия, переносимая межпланетными корональными выбросами массы [англ. interplanetary coronal mass ejection, сокр. ICME], индуцирует токи внутри», — пишут авторы.
Путем моделирования количества тепла, выделяемого при рассеивании этих токов, ученые пришли к выводу, что электричество будет течь внутри скалистых планет всякий раз, когда ее затрагивает излучение мощной вспышки.
Некоторые исследования допускают, что сильные магнитные поля могут защитить планетарные атмосферы от мощных вспышек (хотя это все еще спорно), но в новой работе делается вывод о том, что собственные магнитосферы будут способствовать большему внутреннему нагреву экзопланет. Сочетание сильных магнитных полей и регулярных мощных вспышек может повысить температуру недр экзопланет в обитаемой зоне на 1000 Кельвинов (примерно 727 градусов Цельсия).
Это значительно повышает шансы того, что планеты системы TRAPPIST-1, находящиеся в обитаемой зоне, будут иметь расплавленные «внутренности», несмотря на их возраст. Действительно, высвобождаемые около 20 терраватт будут аналогичны теплу, выделяемому радионуклидами внутри Земли, благодаря которому она остается горячей. Однако это зависит от того, обладают ли те экзопланеты полями, сопоставимыми с земным; в настоящее время мы не знаем, есть ли у них вообще магнитные поля.
Дополнительный источник тепла, подобный этому, может поддерживать тектонику плит и извержения вулканов, насыщая атмосферу таким газом, как диоксид углерода. Потребуется гораздо больше исследований, чтобы определить, будет ли пополнение атмосферы таким образом достаточным для компенсации потерь, вызванных вспышками, и если да, то при каких обстоятельствах.
Экзопланеты, нагретые таким образом, могут иметь интригующие отличия от Земли. В исследовании отмечается, что большая часть электромагнитного тепла будет рассеиваться в самой верхней части каждой планеты, и никто не знает, как это изменит планетарную динамику по сравнению с радиоактивным распадом, происходящим ближе к ядру Земли.
Читайте также: Экзопланета TRAPPIST-1 d: что о ней известно и как она может выглядеть?
