Жизнь под излучением: почему планеты у нейтронных звезд могут быть обитаемыми

10 252
0

Может ли существовать жизнь на планетах, которые находятся вокруг нейтронных звезд? Ученые знают о них уже четверть века, но до сих пор не поднимали этот вопрос. Астрофизики Лейденского университета (Нидерланды) Алессандро Патруно и Михкель Кама попытались разобраться в этом. О результатах исследования сообщило научно-популярное издание «Элементы».

Модель нейтронной звезды / NASA

Нейтронная звезда — это космическое тело, которое появляется в результате вспышек сверхновых звезд. Во время такого взрыва звезда резко увеличивает свою яркость, при этом выделяется огромная энергия. То, что остается после, — компактный объект диаметром около 20 километров — и есть нейтронная звезда.

Нейтронные звезды почти не излучают видимого света. Но они поливают свои планеты мощным потоком жесткого излучения — почти исключительно в рентгеновском диапазоне. Именно поэтому никто не пытался выяснить, может ли существовать жизнь на планетах вокруг таких звезд. Жесткий рентген губителен для известной жизни, а без него звездное излучение просто не сможет проникнуть достаточно глубоко в атмосферу. Это помогло бы осветить и согреть поверхность планеты у нейтронной звезды.

Ученые из Лейденского университета поставили перед собой две задачи. Во-первых, они решили выяснить, как сформировались три планеты вокруг пульсара — нейтронной звезды, которая вращается, имеет сильное магнитное поле и при этом испускает узконаправленные потоки излучения в районе магнитных полюсов. Во-вторых, они захотели понять, могут ли вообще планеты у нейтронных звезд такого типа сохранять свою атмосферу несмотря на мощный поток рентгеновского излучения.

Модель окрестности экзопланеты PSR B1257+12 d (Фобетора), которая обращается вокруг пульсара / NASA

Как появились пульсарные планеты

Исследователи назвали три возможных сценария формирования пульсарных планет — то есть планет, которые обращаются вокруг пульсаров, тех самых нейтронных звезд.

Согласно первому, такие планеты появились еще до взрыва сверхновой — сразу после образования ее массивной звезды-предшественника из того же газопылевого облака, что и потом сверхновая. По такому сценарию образовалась Земля и другие планеты, которые не относятся к пульсарным.

Второй вариант — пульсарные планеты появились из дисков, которые состоят из выброшенного при взрыве сверхновой вещества. Согласно третьему сценарию, пульсарные планеты появились из дисков, сформировавшихся при поглощении нейтронной звездой своего компаньона — звезды, которая существовала до вспышки сверхновой.

Ученые склоняются к третьему варианту — согласно общепринятым оценкам, половина звезд рождается в парных системах. Впрочем, второй сценарий не исключают тоже.

Что нужно планете для появления жизни

Самая большая угроза зоне обитаемости — району галактики с наиболее благоприятными условиями для зарождения и безопасной эволюции жизни — потеря жидкой воды и газовой оболочки. Пульсар излучает в рентгеновском диапазоне — это значит, что он агрессивнее обычной звезды «обдирает» со своих планет и воду, и газовую оболочку.

Водород из атмосферы слишком быстро уходит в космос, поэтому важнее то, сколько у планеты останется более тяжелых газов. Если опираться на второй и третий сценарий появления пульсарных планет, то они образуются из материала, который существенно обогащен тяжелыми элементами. Это значит, что на них будет довольно много кислорода и воды, утверждают ученые.

Основную часть энергии пульсарная планета получает от своей звезды — она приходит в виде рентгеновского излучения и пульсарного ветра. С пульсарным ветром связан еще один факт, который повышает вероятность обитаемости планеты. Он состоит из заряженных частиц. При попадании в атмосферу планеты они сталкиваются с ее частицами. Процесс, который происходит при этом, нагревает атмосферу пульсарной планеты. Это и есть фактор, который позволяет ученым предполагать возможность жизни.

Модель излучения / NASA

Какой может быть жизнь на пульсарной планете

Ученые провели расчеты, которые показали, что пульсарные планеты могут находиться в зоне обитаемости миллиарды лет. Нейтронная звезда «греет» свою планету рентгеновским и гамма-излучением, узнали они. И тогда возник следующий вопрос: а не погибнет ли жизнь на поверхности планеты от таких лучей? Расчеты показали, что опасные частицы поглощаются, не доходя до поверхности планеты. 

И хотя жизнь на нейтронных звездах возможна, это не значит, что она может существовать в привычном для нас растительном и животном мире. Для того, чтобы пульсарные планеты были обитаемы, они должны иметь толстую атмосферу, которая полностью поглощала бы излучение нейтронной звезды.

Ученые предполагают, что жизнь на таких планетах может развиваться подобно земной в Марианской впадине. Тогда организмы планеты могут быть похожи на ксенофиофоры — огромные одноклеточные организмы, которые живут на дне океана. Там мало кислорода, большое давление и нет солнечного света. Возможно, что на планете обитают и более сложные организмы. Многоклеточные и на Земле могли возникнуть при огромном давлении, в километрах под морским дном. Поэтому вероятность появления сложной жизни только из-за повышенного давления или отсутствия света исключать не стоит.

Читайте подробности об исследовании и его результатах в материале «Планеты у нейтронных звезд могут быть обитаемыми» на сайте проекта «Элементы»


Комментирование доступно только подписчикам.
Оформить подписку