Задача для будущих телескопов: Учет эволюции звезды в поисках жизни
Обнаружение признаков жизни на далеких планетах — сложнейшая задача. Ключевое условие — планета должна находиться в обитаемой зоне своей звезды (где возможна жидкая вода) достаточно долго, чтобы жизнь могла возникнуть и повлиять на атмосферу. Новое исследование показывает, что текущие приоритеты поиска могут нуждаться в корректировке.
Пределы возможностей и надежды на будущее
Современные инструменты не позволяют детально изучать планеты земного типа в обитаемых зонах. Даже их обнаружение — нетривиальная задача. Прорыв ожидается от космического телескопа «Обсерватория обитаемых миров» (Habitable Worlds Observatory, HWO), разрабатываемого НАСА. Если проект преодолеет бюджетные ограничения и будет запущен в 2040-х годах, он сможет напрямую наблюдать отраженный свет атмосфер таких планет и искать биосигнатуры. Ученые уже сейчас формируют список целей для HWO.
Список НАСА и его недостаток
В 2023 году НАСА опубликовало каталог из 164 звезд, наиболее подходящих для прямых наблюдений HWO. Отбор основывался на яркости звезды, отсутствии близких компаньонов и пылевых дисков, а также на расчетной освещенности планет. Однако ключевой фактор остался без внимания: эволюция обитаемой зоны со временем.
Почему время так важно?
Жизнь, способная изменить атмосферу планеты (как это произошло на Земле во время "Кислородной катастрофы" около 2 миллиардов лет назад), требует колоссальных сроков для развития. Следовательно, наиболее перспективны для поиска биосигнатур те экзопланеты, которые находятся в обитаемой зоне непрерывно на протяжении как минимум 2 миллиардов лет.
Новый критерий: "Продолжительная обитаемая зона" (CHZ)
В исследовании, принятом к публикации в The Astrophysical Journal (доступно на arXiv), ученые проанализировали эволюцию обитаемой зоны для всех 164 звезд из списка НАСА. Они разработали метрику, выявляющую звезды с наиболее широкой и устойчивой обитаемой зоной за последние 2 миллиарда лет — так называемой "продолжительной обитаемой зоной" (Continuous Habitable Zone, CHZ).
Эволюция зоны: Пример Солнца
Обитаемая зона — не статична. Молодое Солнце было на 30% тусклее, поэтому его обитаемая зона располагалась ближе, охватывая Венеру. Сегодня Венера слишком горяча. В далеком будущем, когда Солнце станет красным гигантом, зона сместится наружу, возможно, сделав пригодными для воды спутники Юпитера или Сатурна. Аналогичные процессы происходят у всех звезд.
Неожиданные фавориты
Применив метрику CHZ, ученые обнаружили, что наиболее перспективными оказались звезды спектральных классов F (прохладные, чуть массивнее Солнца) и G (горячие, как Солнце). В топ-5 списка НАСА по этому критерию вошли пять звезд, близких по возрасту к Солнцу. Примечательно, что только две из них изначально входили в группу первоочередных целей HWO.
CHZ: Важный, но не единственный фактор
Авторы подчеркивают, что высокий рейтинг по CHZ не гарантирует легкой наблюдаемости. Планета в такой зоне может быть слишком тусклой, требуя длительных экспозиций. Поэтому исследователи предлагают использовать метрику CHZ как важный дополнительный параметр при формировании окончательного списка приоритетов для будущих наблюдений HWO, дополняющий существующие критерии.
