Инфракрасное излучение поможет искать внеземную жизнь

Красные карлики наиболее удобны для поиска экзопланет. Их легче найти, и они достаточно малы, чтобы на их фоне можно было увидеть небольшую землеподобный мир. Кроме того, при прохождении планеты перед диском красного карлика можно эффективно определить состав атмосферы по количеству поглощаемого солнечного света. Но все эти замечательные характеристики красных карликов не гарантируют существования жизни на вращающихся вокруг них планетах. Новое исследование, проведенное командой из НАСА и Токийского технологического института, должно облегчить поиск жизни в планетных системах подобных звезд.

Вода и, соответственно, жизнь не смогут существовать на слишком холодных или слишком горячих планетах. В первом случае мир превратится в один большой ледник, а во втором вода испарится и окажется в стратосфере, где под воздействием ультрафиолетового излучения звезды распадется на водород и кислород. Это явление, называемое «влажным парником», в конечном счете иссушает все океаны и делает жизнь невозможной.

В отличие от Земли, планеты у красных карликов часто повернуты к своим звездам одной стороной, поскольку вращаются синхронно с ними. Это приводит к экстремальному нагреву одной стороны и охлаждению другой, но, к счастью, такие планеты вращаются вокруг своих звезд достаточно быстро для создания циркулирующей атмосферы. Такие условия могут обеспечить подходящую для существования жидкой воды температуру.

Исследователи использовали современную трехмерную модель, чтобы изучить атмосферную циркуляцию на гипотетической планете в системе красного карлика. До сих пор предполагалось, что атмосфера переходит в состояние влажного парника, угрожающее существованию океанов, при температуре 65°C. Однако, как обнаружили ученые, если красный карлик производит достаточное количество инфракрасного излучения, то подобный эффект может возникнуть и при земных температурах. При этом модель неожиданно показала, что если экзопланета ближе к родительской звезде, инфракрасное нагревание испаряет влагу в атмосферу намного медленнее, что делает такую планету потенциально пригодной для жизни.

Результаты исследования помогут выделять среди экзопланет кандидатов на обитаемость. Для этого исследователи будут сначала измерять температуру звезды, зная, что более холодные звезды излучают больше инфракрасного излучения. Затем они определят состав атмосферы планеты с помощью спектроскопического анализа. Наличие воды в стратосфере планеты может быть расценено как аргумент против ее обитаемости, поскольку влажный парниковый эффект обрекает океаны и потенциальную жизнь на скорую гибель.

Между тем, один из популярных биомаркеров при поиске внеземной жизни — хлорметан — оказался некорректным источником информации. Европейское космическое агентство обнаружило его присутствие вокруг молодых звезд — а, значит, он не является специфичным для обитаемых планет.