Что отсутствие сигнала говорит нам об инопланетных мирах

Когда космический телескоп Джеймса Уэбба обнаружил потенциальные биосигнатуры в атмосфере экзопланеты K2-18 b в прошлом году, это открытие вызвало жаркие споры. Речь шла о суб-нептуне в 124 световых годах от нас, в атмосфере которого, возможно, есть метан, диоксид углерода и даже сульфид диметил — газ, производимый фитопланктоном на Земле. Но прежде чем строить предположения о внеземной жизни, необходимо понять, может ли атмосфера этой планеты вообще выжить в суровых условиях её звезды.

Команда исследователей обратилась к Очень большому массиву Карла Джански (Karl G. Jansky Very Large Array), чтобы это выяснить. Они искали радиоизлучение от звезды K2-18. В течение 12 недель они "слушали" на частотах от 2 до 10 гигагерц, надеясь обнаружить характерные радио-сигнатуры звёздной магнитной активности. Их находка была примечательна своим отсутствием — они не обнаружили ничего. Их исследование размещено на сервере препринтов arXiv.

Эта тишина важнее, чем может показаться. Радиоизлучение раскрывает магнитную среду вокруг звезды и её планет. Активные звезды облучают свои планеты радиацией и звёздным ветром, которые могут за миллионы лет сорвать атмосферы, сделав миры безжизненными. Тот факт, что K2-18 не производит обнаруживаемого радиоизлучения, говорит о том, что это необычно спокойная звезда. Это хорошая новость для любой атмосферы, пытающейся удержаться на планете на близкой орбите.

Наблюдения подтверждают более ранние данные рентгеновского излучения, показывающие, что K2-18 — чрезвычайно слабый источник. Такой низкий уровень активности означает, что K2-18 b, вероятно, испытывает минимальную эрозию атмосферы от экстремального ультрафиолетового излучения. Предыдущие расчёты показывали, что планета потеряет лишь около 3% своей массы за всю свою жизнь, что намного меньше катастрофического срыва атмосферы у планет вокруг более активных звёзд.

Исследователи искали как устойчивое радиоизлучение от короны звезды, так и кратковременные всплески, которые могли бы указывать на звёздные вспышки или даже полярные сияния в магнитосфере планеты. Они не нашли ни того, ни другого, установив строгие верхние пределы для радиоизлучения системы. Если у K2-18 и бывают вспышки, они должны быть редкими и слабыми по сравнению с типичными звёздами спектрального класса M.

Однако в этой истории есть важная оговорка. Команда наблюдала лишь 10-минутные "снимки", разбросанные в течение трёх месяцев. Это означает, что они исследовали лишь крошечные доли 33-дневной орбиты планеты. Более комплексная программа мониторинга могла бы выявить случайные вспышки или другую транзиентную активность, которую они пропустили. Тем не менее, общая картина, складывающаяся из радио-, рентгеновских и атмосферных наблюдений, рисует K2-18 как необычно спокойную систему.

Эта спокойность создаёт идеальные условия для сохранения планетарных атмосфер и получения чистых спектров пропускания — именно тех наблюдений, которые впервые и выявили эти заманчивые потенциальные биосигнатуры. Хотя мы всё ещё далеки от подтверждения жизни на K2-18 b, по крайней мере, планета, похоже, вращается вокруг звезды, достаточно "заботливой", чтобы не сорвать её атмосферу до того, как мы получим возможность как следует её изучить.