|
Марсоподобные миры у красных карликов
|
|
|
|
Неофициально критерии поиска планеты, похожей на Землю, сводятся к двум вещам: воде и пригодной для жизни зоне. Но явление, известное как выход из атмосферы, часто "ускользает" от внимания многих любителей астрономии, и оказывается, что выход из атмосферы является одной из ключевых характеристик для поиска мира, похожего на Землю. Хотя были проведены обширные исследования того, как планета Марс могла потерять свою атмосферу и, возможно, способность поддерживать жизнь, как атмосфера, окружающая экзопланету, подобную Марсу, отреагировала бы на звезды, отличные от нашей собственной?
|
|
|
|
Теперь международная команда из более чем трех десятков исследователей, возможно, стала на шаг ближе к пониманию атмосферного выброса и того, как он влияет не только на эволюцию атмосферы планеты, но и, возможно, на эволюцию жизни. В исследовании, недавно опубликованном в Astrophysical Journal и доступном на сервере препринтов arXiv, команда исследователей использовала компьютерные модели для моделирования экзопланеты, подобной Марсу (в статье называемой экзо-Марс), вращающейся вокруг звезды Барнарда, которая является красным карликом М-типа, расположенным примерно в 6 км от земли. находится в световых годах от Земли, имеет массу, составляющую около 14% массы нашего Солнца, и, по оценкам, его возраст составляет от 7 до 10 миллиардов лет.
|
|
|
|
Для сравнения, возраст нашего Солнца (которое является более крупной звездой G-типа) составляет приблизительно 4,6 миллиарда лет. Именно из-за своего возраста звезда Барнарда настолько неактивна по сравнению с более молодыми звездами M-типа, которые проявляют больше солнечных вспышек и активности, чем наше солнце. Именно из-за этой неактивности по сравнению с более молодыми звездами М-типа астрономы выбрали звезду Барнарда для моделирования своего Экзомарса, для последней из которых команда использовала те же планетарные параметры, что и для планеты Марс, включая ее такую же массу, радиус и тонкую атмосферу, насыщенную углекислым газом.
|
|
|
|
|
|
|
Однако команда ученых поместила свой Экзомарс на гораздо более близкое орбитальное расстояние от звезды Барнарда - 0,087 астрономической единицы (а.е.) по сравнению с реальным Марсом, обращающимся вокруг нашего Солнца на расстоянии 1,52 а.е. Причина такого близкого расстояния заключалась в том, чтобы имитировать тот же уровень солнечной активности и радиации, который Марс получает от нашего солнца.
|
|
|
|
В конце концов, несмотря на менее активную звезду Барнарда, исследователи обнаружили, что атмосфере Экзомарса потребуется примерно 350 000 лет, чтобы удалить современную атмосферу Марса, окутывающую Экзомарс, и потребуется примерно 50 миллионов лет, чтобы удалить атмосферу Экзомарса, эквивалентную атмосфере Земли. Хотя Экзомарс вращается непосредственно за пределами обитаемой зоны звезды Барнарда, они предполагают, что любая планета, вращающаяся в пределах обитаемой зоны, скорее всего, будет лишена атмосферы, как Экзомарс. В настоящее время, по оценкам, у звезды Барнарда есть четыре небольших скалистых мира, вращающихся по орбите внутри внутренней границы обитаемой зоны, что потенциально может ухудшить состояние их атмосфер еще больше, чем у смоделированного Экзомарса.
|
|
|
|
В исследовании отмечается: "Экзомарс теряет атмосферу очень быстро, и трудно представить, что четыре планеты будут терять атмосферу значительно медленнее, чем Экзомарс. Первичные атмосферы также кажутся маловероятными, поскольку первичные атмосферы состоят из водорода и гелия, которые легче CO2 и, следовательно, должны выводиться легче, и, вероятно, были удалены гораздо раньше в эволюции звезды, когда звездный поток XUV [рентгеновского излучения/экстремального ультрафиолета] и скорость ветра были примерно в 100 раз больше."
|
|
|
|
Предполагалось, что миллиарды лет назад Марс был более теплой и влажной планетой, с обширными реками и большими озерами жидкой воды, низвергавшимися каскадами по поверхности Красной планеты. Хотя ученые подсчитали, что эти потенциально пригодные для жизни условия существовали сотни миллионов лет, предполагается, что марсианская поверхность значительно остыла в начале истории Марса, что привело к потере вулканической активности и магнитного поля, предназначенного для защиты атмосферы и поверхности от резкого солнечного излучения. В настоящее время Марс представляет собой холодную и сухую планету, лишенную жидкой воды или каких-либо пригодных для жизни условий.
|
|
|
|
Изучение того, как планеты, подобные Марсу, вращаются по орбите и взаимодействуют с другими типами звезд, позволяет исследователям лучше понять, как могла формироваться и эволюционировать жизнь на экзопланетах и даже как она могла не возникнуть. Кроме того, изучение того, как стареют и эволюционируют звезды типа M-карликов, имеет решающее значение для поиска экзопланет земного типа, поскольку звезды типа M не только являются наиболее распространенным типом звезд в галактике, но и, по оценкам, их продолжительность жизни превышает продолжительность жизни нашего Солнца на триллионы лет.
|
|
|
|
Источник
|
