Где мы будем жить через 8 миллиардов лет?

Астрономы смоделировали, как изменится положение зон, где может располагаться обитаемая планета при старении звезды.

В последнее время астрономы нашли большое количество планетных систем около соседних звезд. Естественно, возникает вопрос: может ли существовать жизнь на этих планетах? Для целенаправленного поиска внеземной жизни необходимо определить обитаемые зоны расположения планет, где могут возникнуть условия для ее возникновения. Предполагая, что возникновение жизни подобной земной связано с наличием воды, астрономы считают обитаемой зоной область вокруг звезды, где вода на поверхности планеты находится в жидком состоянии.

Планетные системы обнаружены у звезд разных возрастов, находящихся на разных этапах своей эволюции. Древнейшие из них имеют возраст около 11 миллиардов лет. На протяжении такого большого срока размеры, температура и светимость звезд значительно изменяются, что приводит к изменению и расположения зон обитания. Никто не знает, в какой момент на планете возникнет жизнь, поэтому астрономам интересны планеты любого возраста.

Сотрудники Корнельского университета (США) смоделировали  расположение обитаемых зон для стареющих звезд с температурами от 3700 до 10 000 К (классы М1 – А5 по светимости) и оценили, как долго они могут в них оставаться. Последнее важно, поскольку процесс возникновения жизни достаточно длительный. Результаты исследования они опубликовали в журнале The Astrophysical Journal.

В зависимости от массы звезды на начальном этапе эволюции планеты могут находиться в обитаемой зоне от 200 миллионов до 9 миллиардов лет. Например, наша Земля находится в такой зоне уже 4,6 миллиарда лет, что оказалось достаточным сроком для появления на ней развитой жизни. 

Однако в дальнейшем звезды главной последовательности увеличиваются в размере и становятся красными гигантами с меньшей температурой и светимостью. Так, разросшееся Солнце через несколько миллиардов лет поглотит Меркурий и Венеру, превратив Землю в раскаленный безжизненный каменный шар. Подобная судьба ждет и Марс. Зона обитания при этом отодвинется дальше от звезды, и в нее попадут те планеты, которые ранее находились в «замороженном» состоянии из-за большого расстояния от светила. Теперь они «оттают» и получат свой шанс на возникновении жизни. Для Солнечной системы такая судьба ожидает Юпитер, Сатурн и их спутники. Они могут оставаться в тепле до полутора миллиардов лет, что достаточно большой срок, чтобы стать пригодными для жизни.

Для справки. Спектральные классы – классификация звезд по спектру излучения, что в первую очередь определяется их температурой. Обозначаются буквами O, B, A, F, G, K и M в порядке убывания температуры. Подклассы обозначаются числами от 0 (самые горячие) до 9 (самые холодные). Например, Солнце имеет класс G2 с температурой 5780 К. Связь между классом, температурой и светимостью показывает диаграмма Герцшпрунга-Рассела (см. иллюстрацию). 90% звезд, включая Солнца, находится в области диаграммы, называемой главной последовательностью.

По материалам Корнельского университета