Используя рентгеновскую обсерваторию НАСА "Чандра" и XMM-Newton Европейского космического агентства (ESA), астрономы исследуют, могут ли близлежащие звезды содержать пригодные для жизни экзопланеты, исходя из того, испускают ли они излучение, которое может разрушить потенциальные условия для жизни в том виде, в каком мы ее знаем. Такого рода исследования помогут вести наблюдения с помощью телескопов следующего поколения, которые будут нацелены на получение первых изображений планет, подобных Земле. Группа исследователей изучила звезды, которые находятся достаточно близко к Земле, чтобы будущие телескопы могли получать изображения планет в их так называемых обитаемых зонах, определяемых как орбиты, на поверхности которых может быть жидкая вода. Их результаты были представлены на 244-м заседании Американского астрономического общества в Мэдисоне, штат Висконсин.
Любые изображения планет будут представлять собой отдельные светящиеся точки и не будут непосредственно отображать такие элементы поверхности, как облака, континенты и океаны. Однако их спектры — количество света на разных длинах волн — позволят получить информацию о составе поверхности и атмосфер планет. Существует несколько факторов, влияющих на то, что может сделать планету пригодной для жизни в том виде, в каком мы ее знаем. Одним из таких факторов является количество вредных рентгеновских и ультрафиолетовых лучей, которые она получает от своей звезды-хозяина, что может повредить или даже полностью разрушить атмосферу планеты. "Без характеристики рентгеновских лучей, исходящих от звезды-хозяина, мы бы упустили ключевой элемент, позволяющий определить, действительно ли планета пригодна для жизни", - сказала Бреанна Биндер из Калифорнийского государственного политехнического университета в Помоне, возглавлявшая исследование. "Нам нужно посмотреть, какие дозы рентгеновского излучения получают эти планеты".
Биндер и ее коллеги начали со списка звезд, расположенных достаточно близко к Земле, для которых будущие наземные и космические телескопы смогут получать изображения планет в пределах их обитаемых зон. К таким телескопам будущего относятся обсерватория обитаемых миров и наземные сверхбольшие телескопы. Основываясь на рентгеновских наблюдениях некоторых из этих звезд с использованием данных, полученных с помощью Chandra и XMM-Newton, команда Биндера исследовала, у каких звезд могут быть планеты с благоприятными условиями для формирования и процветания жизни. Команда ученых изучала, насколько яркими являются звезды в рентгеновских лучах, насколько энергичными являются рентгеновские лучи, а также насколько сильно и как быстро они изменяются в рентгеновском излучении, например, из-за вспышек. Более яркие и энергичные рентгеновские лучи могут нанести больший ущерб атмосферам вращающихся вокруг них планет.
"Мы определили звезды, где рентгеновское излучение пригодной для жизни зоны аналогично или даже мягче, чем на Земле", - сказала Сара Пикок, соавтор исследования из Университета Мэриленда, округ Балтимор. "Такие условия могут играть ключевую роль в поддержании богатой атмосферы, подобной той, что есть на Земле". Исследователи использовали данные, имеющиеся в архивах, за почти 10 дней наблюдений "Чандры" и около 26 дней наблюдений с помощью рентгеновского излучения, чтобы изучить поведение рентгеновского излучения 57 близлежащих звезд, некоторые из которых имеют известные планеты. Большинство из них - планеты-гиганты, такие как Юпитер, Сатурн или Нептун, в то время как лишь горстка планет или кандидатов в планеты могут быть менее чем в два раза массивнее Земли.
Вероятно, в выборке есть еще много планет, вращающихся вокруг звезд, особенно похожих по размеру на Землю, которые до сих пор остаются необнаруженными. Исследования транзита, при которых, с нашей точки зрения, наблюдаются крошечные провалы в освещении, когда планеты проходят перед своими звездами, пропускают многие планеты, потому что для их обнаружения требуется специальная геометрия. Это означает, что шансы обнаружить транзитные планеты в небольшой выборке звезд невелики; только одна экзопланета в выборке была обнаружена при транзите.
Другой основной метод обнаружения планет заключается в обнаружении колебаний звезды, вызванных вращением планет по орбитам, и этот метод в основном чувствителен к обнаружению планет-гигантов относительно близко к их звездам-хозяевам. "Мы не знаем, сколько планет, похожих на Землю, будет обнаружено на снимках с помощью телескопов следующего поколения, но мы точно знаем, что время наблюдения за ними будет драгоценным и получить его будет чрезвычайно сложно", - сказал соавтор Эдвард Швитерман из Калифорнийского университета в Риверсайде. - Эти рентгеновские данные помогают уточнить и расставить приоритеты в списке целей и могут позволить быстрее получить первое изображение планеты, похожей на Землю".
