Skaliste planety przy małych gwiazdach mogą sprzyjać życiu

Karły typu M - to nieduże gwiazdy, które stanowią od 70 do 80 proc. gwiazd Drogi Mlecznej. Jak wyjaśniają naukowcy z University of Washington, krążące wokół tych gwiazd skaliste planety bierze się pod uwagę jako główne kandydatki na miejsca, w których mogłoby rozwinąć się życie.

Do tego typu systemu planetarnego należy oddalony o 40 lat świetlnych, intensywnie badany TRAPPIST-1. Dotychczasowe badania wskazywały jednak na brak warunków sprzyjających życiu na planetach w tym układzie. Silne promieniowanie ultrafioletowe gwiazdy ma usuwać z tych planet wodę, pozostawiając je całkowicie wysuszonymi.

Natomiast w nieco innym scenariuszu promieniowanie UV usuwa wodór z powierzchniowej wody, pozostawiając wysoce reaktywny tlen blokujący wszelkie, prowadzące do rozwoju życia reakcje.

"Jedno z najbardziej intrygujących pytań w astronomii egzoplanet dotyczy tego, czy skaliste planety orbitujące wokół gwiazd typu M mogą utrzymać atmosfery podtrzymujące życie" - mówi Joshua Krissansen-Totton, główny autor badania opisanego w piśmie Nature Communications (https://www.nature.com/articles/s41467-024-52642-6). "Nasze odkrycia dają podstawy, by oczekiwać, że niektóre z tych planet mają atmosfery. To znacznie zwiększa szanse, że te powszechne układy planetarne mogą wspierać życie" - podkreśla ekspert.

Naukowcy wyjaśniają, że Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba (JWST) jest na tyle czuły, że może obserwować wybrane układy planetarne tego typu.

Dotychczasowe dane sugerują, że najgorętsze skaliste planety, czyli te się najbliżej gwiazdy TRAPPIST-1, rzeczywiście nie mają znaczących atmosfer. Jednak JWST nie był jeszcze w stanie dokładnie scharakteryzować planet znajdujących się w tzw. strefie złotowłosej, czyli położonej nieco dalej od ich gwiazdy strefie z temperaturami i promieniowaniem sprzyjającymi istnieniu ciekłej wody.

Autorzy nowego badania opracowali tymczasem model stopniowego formowania się skalistych planet wspomnianego rodzaju - od stanu ciekłego przez ochładzanie się przez setki milionów lat, aż do powstania skalistego globu. Według tego modelu wodór i inne lekkie gazy początkowo uciekały w przestrzeń kosmiczną, jednak na planetach znajdujących się dalej od gwiazdy, gdzie temperatura jest bardziej umiarkowana, wodór reagował z tlenem i żelazem. Powstała w ten sposób woda i inne, cięższe gazy, tworzące stabilną atmosferę.

Rezultaty analizy wykazały również, że na planetach w "strefie złotowłosej" woda dość szybko skrapla się z atmosfery, dzięki czemu jest mniej prawdopodobne, aby mogła uciec w przestrzeń kosmiczną.

Badacze nawołują do prowadzenia, w miarę możliwości szeroko zakrojonych obserwacji opisanych przez nich planet. "Dysponując obecnie instrumentami, takimi jak Teleskop Jamesa Webba oraz olbrzymimi teleskopami naziemnymi, które wkrótce będą dostępne, będziemy w stanie badać atmosfery jedynie bardzo małej liczby skalistych planet w strefie nadającej się do zamieszkania - chodzi o planety TRAPPIST-1 i kilka innych systemów" - tłumaczy prof. Krissansen-Totton.

"Biorąc pod uwagę ogromne zainteresowanie poszukiwaniem życia na innych planetach, nasze wyniki sugerują, że warto zainwestować czas pracy teleskopów w dalsze badania zdolności do podtrzymywania życia w tych układach, korzystając z technologii, którą mamy teraz, zamiast czekać na kolejną generację potężniejszych teleskopów" - dodaje astronom.

Marek Matacz