Ученые рассказали о судьбе Земли на орбите Проксимы Центавра

Американские физики выяснили, что произошло бы с атмосферой Земли, если бы та обращалась около звезды Проксима Центавра примерно на той же орбите, что и экзопланета Проксима b. По оценкам авторов, скорость потери атмосферы в условиях сильного ультрафиолетового излучения и большой активности Проксимы окажется по меньшей мере в 10 тысяч раз больше, чем у настоящей Земли. При разных исходных данных полное исчезновение атмосферы произойдет за срок от 100 миллионов до 2 миллиардов лет, что гораздо меньше времени существования Проксимы b.

О существовании экзопланеты земного типа у ближайшей к Солнцу звезды — Проксимы Центавра — стало известно год назад. Проект Pale Red Dot после длительной серии наблюдений однозначно указал на колебания красного карлика, связанные с гравитацией находящейся рядом с ним экзопланеты. Более того, по словам первооткрывателей, Проксима b располагается в обитаемой зоне своей звезды, а это значит, что на ее поверхности может существовать жидкая вода.

Однако у ряда ученых потенциальная обитаемость Проксимы b вызвала сомнения. Проксима Центавра — красный карлик, и ее обитаемая зона находится гораздо ближе к звезде, чем, скажем, обитаемая зона Солнца. Вместе с тем, активность Проксимы Центавра связана с частыми вспышками и большой долей ультрафиолетового излучения, которые могут оказаться губительными для потенциальной жизни на экзопланете. Защитить поверхность Проксимы b от этих факторов может достаточно плотная атмосфера, сопоставимая с земной — это было недавно показано американским физиком Димитра Атри.

Авторы новой работы попытались оценить, возможно ли существование настолько плотной атмосферы у Проксимы b. В своих моделях физики поместили Землю — как хорошо изученный модельный объект — на орбиту экзопланеты и оценили возможную скорость убывания ее атмосферы. Основной причиной этого процесса было бы действие жесткого ультрафиолета звезды, мощность которого в сотни раз превышает ультрофиолетовое излучение в окрестностях настоящей Земли.

Жесткое ультрафиолетовое излучение ионизирует атмосферные газы, отрывая от них электроны. Вслед за отрицательно заряженными электронами атмосферу покидают положительно заряженные ионы — наиболее интенсивно это происходит вблизи магнитных полюсов. По оценкам авторов, для двойника Земли вблизи Проксимы Центавра этот процесс будет происходить в 10 тысяч раз быстрее, чем для Земли. Это эквивалентно тому, что полная масса земной атмосферы покинет планету за время порядка 100 миллионов лет или, по самым оптимистичным прогнозам, порядка двух миллиардов лет. Это гораздо меньше, чем время существования Проксимы b.

Физики отмечают, что такие расчеты не исключают полностью пригодность Проксимы b к жизни. Но чтобы на экзопланете сохранилась атмосфера, механизм ее возникновения должен сильно отличаться от земного.

Красные карлики — самый распространенный класс звезд. Большинство обнаруженных экзопланет обращаются около таких светил, и это привлекает внимание исследователей, ищущих потенциально обитаемые миры. Одна из самых необычных подобных систем — TRAPPIST-1, красный карлик, около которого обращается семь экзопланет, четыре из которых — в обитаемой зоне.