Потенциально обитаемые планеты могут быть у всех красных карликов

Группа астрономов попробовала оценить, как много близких по размерам к Земле планет, находящихся в окрестностях самых массовых звёзд нашей Галактики, ускользает от нас из-за слабости телескопов. Оценка очень важна для определения вероятности нахождения такой планеты в зоне обитаемости.

После недавней публикации Рави Коппарапу (Ravi Kopparapu), согласно которой вероятность попадания планеты в обитаемую зону вокруг красного карлика равна 40–60%, естественно было ожидать некоей реакции. И она последовала: г-на Коппарапу обвинили в недооценке — точно также, как недавно он обвинял в ней Кортни Дрессинг.

Тим Мортон (Tim Morton) и Джонатан Свифт (Jonathan Swift) из Калифорнийского технологического института (США) заявили, что их предшественник исследовал не реальную ситуацию вокруг красных карликов, а ситуацию глазами космического телескопа «Кеплер». Между тем широко известно, что «Кеплер» плохо «видит» малые планеты и ещё хуже — планетарные системы, плоскость эклиптики которых не совпадает с нашей. Возможно даже проведение статистической оценки несовершенства основного средства открытия экзопланет, полагают учёные. И, проведя такую оценку, они сделали вывод, что по критериям обитаемой зоны 90-х годов вероятность наличия потенциально населённой планеты вокруг красного карлика равна в среднем 30%. Если же принять критерии Рави Коппарапу (2013 года), то в среднем 100% красных карликов имеют землеподобную планету в зоне обитаемости. 100% — это очень громкое заявление, и оно, конечно, пока слабо проверяемо.

Красным пунктиром вверху отмечены пределы аппаратных возможностей «Кеплера». Как видим, планеты с годом длиннее трёх недель он находит плохо, но именно там вероятна жизнь. (Иллюстрация Timothy D. Morton, Jonathan J. Swift.)

Г-н Мортон признаёт, что это не прямая оценка (пока невозможная чисто технически), «но это то, что я бы классифицировал как очень тщательную экстраполяцию частоты обнаружения малых планет вокруг короткопериодных красных карликов спектрального класса М». Резкое увеличение вероятности существования малой (то есть землеподобной) планеты вокруг таких звёзд получилось благодаря тому, что учёные экстраполировали частоту наличия планет земной группы вблизи от красных карликов (там «Кеплеру» найти их проще всего) на частоту присутствия подобных планет вдали от них (в зоне обитаемости). По мнению исследователей, пока нет никаких оснований полагать, что эта частота различается более чем на порядок, как следует из результатов несовершенных наблюдений «Кеплера».

Ещё раз повторимся: это не значит, что астрономы уверены, будто вокруг каждого красного карлика (три четверти звёзд вокруг нас) в зоне обитаемости есть планета размером с Землю. Это значит, что в среднем там есть такая планета. Дело в том, что хотя у ряда систем звёзд М-класса обнаружено по нескольку планет, есть и такие, где пока ни одной планеты отыскать не удалось. В общем, если в среднем планетная система красного карлика состоит из пяти настоящих планет, а среднее количество планет на один карлик равно одной, то планетарные системы будут лишь у 20% красных карликов. Другое дело, что на нынешнем этапе мы вообще не можем утверждать, вокруг какой именно доли красных карликов есть планеты.

Но и это ещё не всё: на основе экстраполяции (по которой статистика планет на сверхблизких орбитах и на орбитах в зоне обитаемости близки) Мортон и Свифт получили довольно странный результат. «Например, мы показываем, что планеты с радиусом, примерно равным земному, в действительности являются наиболее распространёнными вокруг холодных звёзд [М-класса], — утверждает Тим Мортон. — Также выяснилось, что существует огромное количество планет вокруг карликов М-класса, которые попросту лежат за пределами порога чувствительности нынешних исследований, основанных на наземных телескопах».

В принципе, интуитивно такие результаты кажутся понятными: например, в Солнечной системе именно планеты земной группы являются самыми многочисленными. Строго говоря, пока нет достаточных наблюдательных оснований, чтобы отвергать такой же сценарий для других звёзд.

Нельзя сказать, что новость шокирующая: вокруг Глизе 581 три планеты располагаются в зоне обитаемости, и все они могут принадлежать земной группе. (Иллюстрация Wikimedia Commons.)

Как отмечает не принимавший участия в исследовании астроном Дарин Раггоцини (Darin Ragozzine), астрономическое сообщество считает, что эта оценка может измениться не более чем в несколько раз, «то есть действительный разброс [вероятностей существования малой планеты в зоне обитаемости красного карлика] почти наверняка будет между 30 и 300%, и очень вероятно — между 70 и 130%». Иными словами, хотя возможен сценарий, когда вокруг одной холодной звезды будет две или даже три потенциально обитаемые планеты, скорее всего, у красных карликов есть всего по одной потенциально обитаемой планете на систему.

Отчёт об исследовании появится в Astrophysical Journal, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Universe Today.