Обитаемая зона
Обитаемая зона — область вокруг звезды, где на планете может быть жидкая вода. Как её считают, чем ограничено понятие и какие экзопланеты считаются кандидатами.
Обитаемая зона — это диапазон расстояний от звезды, на которых на поверхности планеты с подходящей атмосферой возможна жидкая вода. Для жизни, какой мы её знаем, вода нужна как растворитель, и потому зону называют обитаемой, или «зоной Златовласки»: не слишком горячо и не слишком холодно.
Как рассчитывают границу
Внутренняя граница — расстояние, ближе которого парниковый эффект становится безудержным: вода испаряется, а пар уходит в космос. Внешняя — расстояние, дальше которого даже плотная атмосфера из углекислого газа не удержит достаточно тепла. Для Солнца по консервативным оценкам зона простирается примерно от 0,99 до 1,7 астрономических единиц. Земля с её 1 а. е. находится почти на внутреннем краю, Марс (1,52 а. е.) — в холодной внешней части, а Венера (0,72 а. е.) оказалась слишком близко и ушла в парниковый режим.
У холодных красных карликов зона находится гораздо ближе: планета должна обращаться за считанные дни, чтобы получать столько же тепла. А у горячих голубых звёзд она далеко, но такие звёзды живут слишком недолго для развития жизни.
Почему этого недостаточно
Попадание в зону — не гарантия воды, как и выход из неё — не запрет на жизнь.
- Атмосфера. Без неё вода на поверхности не удержится, как на Марсе. Состав и толщина атмосферы смещают границы зоны на десятки процентов.
- Магнитное поле и вспышки звезды. Красные карлики часто вспыхивают, и излучение может сорвать атмосферу ближней к звезде планеты.
- Приливный захват. Планета у красного карлика обычно повёрнута к звезде одной стороной: на одной половине вечный день, на другой вечная ночь.
- Подлёдные океаны. Европа и Энцелад находятся далеко за внешним краем зоны, но приливное нагревание держит под их льдом жидкую воду.
Кандидаты
- Проксима Центавра b — ближайшая к нам, 4,2 светового года; находится в зоне красного карлика, но звезда сильно вспыхивает.
- TRAPPIST-1 — красный карлик в 40 световых годах с семью планетами размером с Землю; три из них (e, f, g) лежат в обитаемой зоне.
- K2-18 b — планета-«мини-нептун». «Уэбб» в 2023 году нашёл в её атмосфере метан и углекислый газ. Сообщения о возможных следах диметилсульфида, который на Земле производят живые организмы, пока не подтверждены.
Сегодня атмосферы экзопланет изучают в основном телескопы «Хаббл» и «Джеймс Уэбб». Следующий шаг — поиск в них биосигнатур, газов, которые трудно объяснить без жизни.
Общие сведения об экзопланетах и методах поиска — на странице «Экзопланеты».