Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) ранее произвел революцию в области астрономии, предоставив учёным беспрецедентные данные о характеристиках экзопланет и их атмосферах. Однако новые результаты, полученные в ходе последних исследований, оказали значительный удар по надеждам обнаружить обитаемые планеты у красных карликов. В частности, наблюдения показали, что планета GJ 3929b, находящаяся в нескольких десятках световых лет от нашего Солнца и обращающаяся вокруг звезды типа красного карлика, практически лишена атмосферы. Этот факт существенно усложняет вероятность обнаружения жизни на подобных мирах.
GJ 3929b была обнаружена в 2022 году, когда астрономы заметили её транзиты, зафиксированные космическим телескопом TESS. Эти данные уже позволили предварительно оценить массу и размер планеты, которая оказалась сравнительно небольшой — каменистой, по своему составу схожей с Землёй, однако вращается очень близко к своему светилу. Это вызывает вопросы о состоянии её атмосферы и возможности существования условий, благоприятных для жизни.
Команда ученых под руководством Цяо Сюэ из Университета Чикаго использовала возможности «Джеймс Уэбб» и «Хаббла» для проведения комплексных спектроскопических наблюдений. Анализ данных продемонстрировал, что поверхность GJ 3929b характеризуется очень высокой температурой, характерной для «голой» скалы, то есть без следов значительной атмосферы. Спектральные показатели свидетельствуют о полном отсутствии плотных газовых слоёв, способных удерживать тепло и создавать условия для возникновения жизни.
Особое внимание уделялось поиску тонких атмосферных облаков, богатых углекислым газом, которые могли бы свидетельствовать о возможности вторичного формирования атмосферы после первичной потери. Однако данные указывали, что атмосфера планеты должна быть очень разреженной — менее 100 миллибар — а вероятность наличия даже такой тонкой газовой оболочки является чрезвычайно низкой, менее 0,3%. Это означает, что GJ 3929b, скорее всего, лишена любой значимой атмосферы, которая могла бы присоединиться или сохраниться после разрушения первичной.
Результаты этились в рамках теории «космической береговой линии» — концепции, связывающей способность планеты удерживать атмосферу с уровнем воздействия ультрафиолетового и рентгеновского излучения со стороны материнской звезды. Анализы показывают, что GJ 3929b за свою историю столкнулась с настолько интенсивным излучением, что практически полностью “выдуло” её атмосферу — как первичную, так и вторичную, возникшую, например, из-за вулканической активности. В результате планета оказалась за пределами потенциально обитаемой зоны, по так называемой «безвоздушной» стороне данной модели.
Эти выводы подтверждаются аналогичными данными, полученными для других каменистых экзопланет вблизи красных карликов, таких как TRAPPIST-1b, TRAPPIST-1c, GJ 1132b и GJ 486b. Все они демонстрируют признаки отсутствия заметных атмосфер, хотя их поверхности могут оставаться интересными для более детального изучения.
Несмотря на некоторую разочаровывающую новость о безатмосферной nature GJ 3929b, учёные подчёркивают, что такие результаты сыграют важную роль в расширении нашего понимания эволюции и геофизики планет, обращающихся около красных звезд. Они помогают подтвердить гипотезу о том, что сильное радиационное воздействие в ранние эпохи жизни таких систем способно полностью разрушить потенциальные атмосферные слои планет, делая их негостеприимными для жизни.
Следующим шагом исследовательских программ станет более детальное изучение эдакой атмосферной эрозии и процессов дегазации, а также характеристика поверхности планет и механизмов защиты от излучения. Это невозможно без более точных данных о составе поверхности, наличии вулканической активности и возможных гидросистемах, если они ещё существуют. Оценка этих факторов играет критическую роль в прогнозировании шансов обнаружения признаков обитаемости и потенциальной жизни на планетах одного из самых распространенных типов звезд — красных карликов.
Значения этих исследований выходят далеко за рамки познавательного интереса, поскольку помогают сформировать стратегию поиска потенциально населеных миров в нашей галактике. В будущем могут появиться новые конструкции методов, способных обнаружить следы биологических процессов или атмосферных признаков жизни, даже в условиях экстремальных для неё. В целом, такие открытия укрепляют понимание о сложности и многообразии планетных систем, а также подчеркивают необходимость использования комбинации различных инструментов и технологий для поиска жизни в космосе — от спектроскопии до моделирования динамики атмосферы и геологических процессов.
