Есть ли жизнь на Proxima b?

Недавно открытая экзопланета, вращающаяся вокруг самой близкой к Земле звезды, взбудоражила умы ученых. Дело в том, что этот мир может быть пригодным для жизни. Астрофизики с помощью компьютерных моделей принялись срочно этот вопрос прояснять.

Proxima b вращается вокруг звезды Проксима Центавра, удаленной от Земли на расстояние в 4,2 световых года. Зонду «Вояджер-1», первому созданному человеком аппарату, покинувшему Солнечную систему, придется лететь до нее более 70 тысяч лет. Proxima b в 1,3 раза тяжелее нашей планеты, а до своего солнца ей рукой подать — 0,05 астрономической единицы (7,5 миллиона километров).

Поскольку Проксима Центавра в несколько раз меньше и холоднее Солнца, зона обитаемости для нее находится в интервале 0,04-0,08 астрономической единицы. Открытая экзопланета попадает в этот интервал, значит, на ней может существовать жидкая вода. Однако неясно, обладает ли Proxima b магнитным полем, способным защитить ее от излучения звезды.

Международная группа ученых оценила влияние радиации Проксимы Центавра на возможность наличия воды на планете. Результаты исследования представлены в препринте статьи, опубликованном в репозитории arXiv.org. Астрофизики установили, что Proxima b в настоящее время получает в 30 раз больше излучения в экстремальном ультрафиолетовом диапазоне (длина волны около 13,5 нанометров) и в 250 раз больше рентгеновских лучей, чем Земля. Проксима Центавра — красный карлик и с течением времени постепенно сжимается. Поэтому зона обитаемости, возможно, находилась дальше орбиты экзопланеты, в результате чего та могла потерять почти всю воду. В таком случае ее можно считать двойником Венеры.

Ученые смоделировали процессы, происходящие в протопланетном диске, чтобы оценить первоначальное количество воды на планете. Также астрофизики вычислили примерную скорость потери атмосферы из-за звездного ветра. Кроме того, учитывались такие факторы, как приливные взаимодействия между звездой и Proxima b, эксцентриситет планеты, период обращения и расстояние. Данных не хватает, поэтому возможны разные варианты эволюции планеты. Согласно одному сценарию, Proxima b лишилась гидросферы и атмосферы. Однако, если воды и других соединений было достаточно много, то атмосфера могла выдержать натиск высокоэнергетического излучения. Поэтому ученые в целом не исключают того, что планета пригодна для жизни.

Другая группа астрофизиков попыталась реконструировать климат планеты с помощью 3D-моделирования, чтобы оценить вероятности существования жидкой воды при определенных количествах атмосферных газов. Рассмотрели два варианта спин-орбитального резонанса — синхронизации орбитального движения планеты и ее вращения вокруг оси — 1:1 (одни сутки за год) и 3:2 (три оборота вокруг оси за два года). Выяснилось, что существует большой спектр условий, позволяющих воде находиться в жидком виде.

При приливном захвате (в случае спин-орбитального резонанса 1:1) и водной поверхности, составляющей 0,6 площади Мирового океана Земли, жидкая вода будет всегда присутствовать на экзопланете. Вода может быть и на ночной стороне (вечной в данном случае) Proxima b, образуя либо ледники, либо озера — в зависимости от количества парниковых газов. Несинхронное вращение (2:3) требует минимального давления углекислого газа в тысячу паскалей, иначе вода, если она в изобилии, превратится в лед. В случае засушливой планеты необходимы 50 тысяч паскалей и, следовательно, сильный парниковый эффект.

Ученые подчеркивают, что точнее о свойствах атмосферы можно узнать непосредственным наблюдением планеты в большие телескопы нового поколения.

Американские астрофизики проанализировали с помощью специальной компьютерной программы возможную эволюцию экзопланеты, учитывая влияние факторов в масштабе галактики, планетной системы и ядра планеты. Вывод: планета может быть обитаемой. Наиболее вероятная проблема — нехватка жидкой воды. По разным причинам: например, из-за испарения под воздействием излучения на ранних стадиях эволюции звездной системы или разрушения атмосферы из-за звездных вспышек и корональных выбросов массы. Поэтому одно из условий жизни на планете — существование тонкой водородной оболочки, которая постепенно испарялась. Таким образом Proxima b должна представлять собой голое ядро.

Есть ли жизнь на Proxima b? Пока непонятно. Ученые могут оперировать только вероятностями, однако полученные уже результаты вызывают сомнения в том, что этот мир похож на Землю. В любом случае внести полную ясность способны лишь дальнейшие исследования.