Могут ли звезды, более горячие, чем Солнце, поддерживать жизнь?
Хотя большинство потенциально обитаемых миров вращаются вокруг красных карликов, известно, что более крупные и яркие звезды могут иметь планеты, на которых возможна жизнь.
Например, известно, что у одной звезды (желтый карлик) есть планета, позволяющая жизнь, возможно, даже разумную. Но насколько большой и яркой может быть звезда и при этом иметь обитаемый мир? Именно этот вопрос рассматривается в недавней статье в Astrophysical Journal.
Стабильные звезды главной последовательности, такие как Солнце, классифицируются по цвету или спектральному типу, причем каждому типу присваивается буквенное обозначение. По историческим причинам категории не расположены в алфавитном порядке. Красные карлики, самые холодные звезды с наименьшей массой, относятся к М-типу.
Затем с каждой более яркой и массивной категорией есть K, G, F, A, B и, наконец, O. Солнце попадает в категорию G в виде желтой звезды. Затем каждый спектральный тип разбивается на более мелкие, пронумерованные от 0 до 9. Солнце является звездой G2, потому что оно принадлежит к более теплым звездам G-типа.
По мере того, как вы продвигаетесь вверх по шкале, потенциально обитаемая зона смещается дальше от звезды, но также и становится больше. Это повышает вероятность того, что планета будет находиться в этой зоне.
Но более крупные звезды имеют более короткий период существования, что может не дать жизни достаточно времени для эволюции. Кроме того, есть и другие факторы, которые могут быть вредны для жизни. Самые большие звезды испускают огромное количество ионизирующего излучения, которое может лишить планеты их атмосферы или стерилизовать поверхность планеты. Из-за этого самые большие звезды типа B и O вряд ли будут способны поддержать жизнь на своих планетах.
Но как насчет звезд F-типа? Они немного ярче Солнца и там больше белого, чем желтого цвета. Они также стабильны в течение примерно 4 миллиардов лет, что достаточно для того, чтобы жизнь развивалась и процветала. Кроме того, они излучают больше ультрафиолетового излучения, что, возможно, способствовало возникновению жизни на Земле. Каковы шансы на существование пригодной для жизни планеты у звезды F-типа?
На инфографике звезды сравниваются с точки зрения нескольких важных переменных. Обитаемые зоны, потенциально способные вместить планеты, несущие жизнь, шире для более горячих звезд. Продолжительность жизни красных карликов М может превышать 100 миллиардов лет. Возраст K карликов может варьироваться от 15 до 45 миллиардов лет. И наше Солнце проживет «всего» 10 миллиардов лет. Относительное количество вредного излучения (для жизни в том виде, в котором мы ее знаем), которое испускают звезды, может быть в 80-500 раз интенсивнее для М-карликов по сравнению с нашим Солнцем, но только в 5-25 раз интенсивнее для оранжевых К-карликов. Красные карлики составляют основную часть населения Млечного Пути, около 73%. Солнцеподобные звезды составляют всего 6% населения, а К-карлики — 13%. Когда эти четыре переменные сбалансированы, наиболее подходящими звездами для потенциального размещения продвинутых форм жизни являются карлики К. © NASA
Чтобы ответить на этот вопрос, команда ученых прошлась по базе данных известных экзопланет. Известно, что около 80 звезд главной последовательности F-типа имеют по крайней мере одну планету.
Из них 18 систем имеют экзопланеты, у которых по крайней мере часть орбиты находится в обитаемой зоне звезды. А в одном случае, экзопланете 38 Vir b, планета всегда находится в обитаемой зоне. Статистически около 5% – 20% звезд F-типа имеют потенциал для жизни.
38 Vir b (38 Девы b) — супер-Юпитер, экзопланета, масса которой больше, чем у планеты Юпитер. Она имеет массу равную 4,51 M.J. Планета вращается вокруг звезды (F-типа) под названием 38 Vir (HD 111998). Звезда имеет массу 1,18 M☉ и радиус около 1,46 R☉. Ее температура равна 6557 К, а ее возраст составляет около 1,9 миллиарда лет. Для сравнения, возраст Солнца составляет около 4,6 миллиарда лет, а температура 5778 К. Звезда богата металлами, ее металличность ([Fe/H]) составляет 0,16, или 117% от солнечной. Его светимость (L☉) в 3,48 раза больше, чем у Солнца.
Что интересно в 38 Vir b, так это то, что это газовый гигант примерно в 4 раза массивнее Юпитера, поэтому он вряд ли будет обитаемым. Но у него могут быть спутники размером с Землю, похожие на галилеевы спутники Юпитера. Луна, вращающаяся вокруг планеты типа Юпитера, может стать идеальным домом для жизни.
Звезды F-типа составляют только 3% звезд главной последовательности в Млечном Пути, и вполне возможно, что их избыточное ультрафиолетовое излучение может исключить обитаемые миры.
Но инопланетные астрономы могли бы привести аналогичные аргументы о звездах G-типа, таких как Солнце. Как показывает это исследование, мы не должны исключать более ярких родственников Солнца в поисках пригодных для жизни миров.
Исследование было опубликовано в The Astrophysical Journal.