«Зоны терминаторов» на далеких планетах могут содержать жизнь
В новом исследовании ученые Калифорнийского университета Ирвина (UCI) описывают, как внеземная жизнь потенциально может существовать на далеких экзопланетах внутри особой области, называемой «зоной терминатора», которая представляет собой кольцо на планетах, у которых одна сторона всегда обращена к своей звезде, а другая сторона всегда темная.
«Эти планеты имеют постоянную дневную сторону и постоянную ночную сторону», — сказала Ана Лобо, автор новой работы, которая была опубликована в Astrophysical Journal. Такие планеты особенно распространены, потому что они существуют возле звезд, которые составляют около 70 процентов звезд, видимых в ночном небе, — так называемых М-карликов, которые относительно тусклее нашего Солнца.
Так же, как Луна по отношению к Земле, многие планеты приливно привязаны со своими звездами, а это означает, что планете требуется для обращения вокруг своей оси столько же времени, сколько и для обращения вокруг звезды.
Это приводит к тому, что планета всегда показывает одну и ту же сторону своей звезде, что, в свою очередь, приводит к постоянной светлой стороне и постоянной темной стороне. Ни одна из сторон не подходит для жизни, так как дневная сторона, скорее всего, будет обжигающе горячей и там не останется жидкой воды, а ночная сторона будет невообразимо холодной, а жидкая вода замерзнет.
Однако между этими двумя крайностями находится земля, погруженная в вечные сумерки, известная как «зона терминатора», где температура и условия могут быть как раз подходящими для существования жидкой воды и, следовательно, жизни.
«Нам нужна планета, которая находится в оптимальной точке температуры как раз для жидкой воды», — сказала Ана Лобо, потому что, насколько известно ученым, жидкая вода является важным компонентом жизни.
Ученые смоделировали климат планет-терминаторов, используя программное обеспечение, обычно используемое для моделирования климата Земли, но с некоторыми корректировками, включая замедление вращения планет.
Считается, что при этом впервые ученые смогли показать, что такие планеты могут поддерживать пригодный для жизни климат, ограниченный регионом терминатора. Исторически сложилось так, что исследователи в основном изучали экзопланеты, покрытые океаном, в поисках кандидатов на обитаемость. Но теперь, когда Ана Лобо и ее команда показали, что планеты-терминаторы также являются жизнеспособными убежищами для жизни, это расширяет возможности выбора астрономов, ищущих жизнь.
«Мы пытаемся привлечь внимание к большему количеству планет с ограниченным запасом воды, которые, несмотря на отсутствие обширных океанов, могут иметь озера или другие более мелкие водоемы с жидкой водой, и этот климат на самом деле может быть очень многообещающим», — говорят исследователи.
Один из ключей к находке заключается в точном определении того, какая именно планета с зоной терминатора может удерживать жидкую воду. Ученые обнаружили, что если планета в основном покрыта водой, то вода, обращенная к звезде, вероятно, испарится и покроет всю планету толстым слоем пара. Но если есть земля, такого эффекта быть не должно.
«Мы показали, что если на планете много суши, сценарий, который мы называем «пригодностью для жизни в терминаторе», может существовать намного легче», — говорят ученые. «Эти новые и экзотические состояния обитаемости, которые открывает наша команда, больше не являются предметом научной фантастики — такие состояния могут быть климатически стабильными».
Признание терминаторных зон потенциальными гаванями для жизни также означает, что астрономам необходимо будет скорректировать способ изучения климата экзопланет в поисках признаков жизни, потому что создаваемые жизнью биосигнатуры могут присутствовать только в определенных частях атмосферы планеты.
Работа также поможет информировать будущие усилия групп, использующих такие телескопы, как космический телескоп Джеймс Уэбб или будущий космический телескоп для исследования экзопланет HWO, который в настоящее время разрабатываются в НАСА, поскольку они ищут планеты, на которых может быть внеземная жизнь.
«Исследуя экзотические климатические состояния, мы увеличиваем наши шансы найти и правильно идентифицировать пригодную для жизни планету в ближайшем будущем», — сказала Ана Лобо.