Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) завершил очередной этап исследований, который окончательно подтвердил, что не все планеты, похожие на Землю, могут иметь атмосферу, пригодную для поддержания жизни. В рамках нового анализа данных ученые пришли к выводу, что экзопланета GJ 3929b, расположенная у красного карлика на расстоянии менее 50 световых лет от Солнца, практически лишена атмосферы. Это означает, что она, скорее всего, полностью безжизненна и не обладает условиями, необходимыми для развития биологических процессов, которые мы ожидаем на Земле.
GJ 3929b была открыта в 2022 году благодаря наблюдениям космического телескопа TESS. Эта планета привлекла внимание исследователей своей схожестью с Землей по размеру и массе. Однако она обращается очень близко к своему звёздному хозяину — красному карлику, что способствует значительным воздействием его излучения на потенциальную атмосферу планеты. Быстрые транзиты позволили ученым оценить ряд ее параметров: планета — каменистая, и по массе она сравнима с Землей. Но при этом высокая температура и близкое расположение к звезде вызывают подозрение, что атмосферных слоев у нее просто нет.
Группа ученых под руководством Цяо Сюэ из Чикагского университета использовала возможности JWST и «Хаббла» для проведения более детальных исследований. Их цель — определить наличие любых возможных тонких атмосферных слоев, даже очень разреженных и насыщенных газами, такими как углекислый газ. Однако результаты оказались неожиданными: не было обнаружено признаков атмосферы толщиной более 100 миллибар, а вероятность существования таких газов меньше 0,3%. Это говорит о полном отсутствии у планеты какой-либо значимой воздушной оболочки, способной удерживать тепло и защищать от космического излучения.
Интересная особенность этого исследования — его вклад в развитие гипотезы о «космической береговой линии» — теории, которая связывает возможность удержания атмосферы с воздействием излучения звезды. Согласно моделям, GJ 3929b находится на так называемой «безвоздушной» стороне этой линии, что означает, что за весь период своего существования планета подвергалась сильнейшему рентгеновскому и ультрафиолетовому излучению. Оно было настолько интенсивным, что полностью «сдуло» как первичную атмосферу, так и возможные вторичные слои, возникающие из вулканической активности. Эти данные подтверждают гипотезу о том, что при таких условиях шансы найти пригодную для жизни атмосферу значительно снижаются.
Следует отметить, что обнаружение ещё одной безвоздушной планеты, несмотря на свою разочарующую природу, является важным шагом в понимании эволюции экзопланет. В учёных интересует не только наличие или отсутствие атмосферы, но и механизмы её разрушения, особенности поверхности и возможности защиты планет от мощных космических лучей. В будущем планируется продолжить исследование подобных объектов, изучая их атмосферные компоненты, механизм их потери и влияние на развитие потенциальных биологических форм.
Такие исследования крайне важны для составления полной картины о возможности существования жизни за пределами Солнечной системы. В частности, результаты по GJ 3929b помогают понять, насколько условия для возникновения жизни связаны с длительностью жизни звезд, интенсивностью их излучения и собственной геологической активностью планет. Это особенно актуально для изучения планет у красных карликов, поскольку именно эти звезды считаются наиболее многочисленными и перспективными кандидатами для поиска обитаемых миров.
Также важно отметить, что подобные результаты позволяют определить границы потенциальной обитаемости. Например, для этой планеты очевидно, что она находится за пределами «района обитания», где условия могли бы позволить существование устойчивой и богатой атмосферой. В будущем исследователи планируют сосредоточиться на изучении процессов эрозии атмосферы, составе поверхности и защитных механизмах, которые могли бы способствовать сохранению жизни на подобных планетах. Это не только расширяет наше понимание условий возникновения и развития жизни, но и помогает оптимизировать стратегии поиска потенциальных миров обитаемого типа.
Понимание механизмов разрушения атмосферы, особенно у планет, расположенных у красных карликов, очень важно, поскольку большинство экзопланет, изученных сегодня, находятся именно в таких системах. Высокие уровни излучения, наличие мощных солнечных вспышек и других факторов делают эти планеты особенно уязвимыми. Поэтому дальнейшие исследования в этом направлении разовьют теоретические модели и дадут более точные представления о границах обитаемости в нашей галактике. Это, в свою очередь, поможет определить, где именно искать признаки жизни на следующий стадии астробиологических исследований и миссиях будущего.
Обнаружение планет без атмосферы — не повод для разочарования, а важный информационный ресурс для построения точной картины о том, как происходят процессы формирования, эволюции и разрушения планет. Эти знания помогают нам лучше понять, на каких условиях может возникнуть и сохраняться жизнь, и где именно искать скрытые от глаз цивилизации. В целом, исследования по GJ 3929b и другим подобным объектам позволяют разрабатывать более эффективные стратегии поиска обитаемых миров, а также расширять границы наших знаний о Вселенной и месте человека в ней.