Почему ученые интересуются двойными звездами

Почти половина всех звезд нашей Галактики принадлежит к двойным системам. Так что известные моменты в "Звездных войнах", когда показывают двойной восход или закат солнца на Татуине - вымышленной планете, на которой выросли величайшие герои Галактики Энакин и Люк Скайуокеры - не такая уж фантастика. Планетарные системы из двух гравитационно связанных звезд, обращающихся по замкнутым орбитам вокруг общего центра тяжести, - весьма распространенные объекты. Причем, как показало новое исследование датских ученых, их не следует сбрасывать со счетов при поиске обитаемых планет. Как оказалось, планеты, которые вращаются вокруг этих звезд, имеют высокие шансы для появления на них внеземной жизни.

Под двумя солнцами

Наша Земля пока остается единственной известной планетой, на которой есть жизнь. Поэтому, когда речь идет о том, может ли где-то существовать внеземная жизнь, астрономы в основном ищут планеты, похожие на Землю, то есть планеты, которые вращаются вокруг неподвижной родительской звезды на оптимальном расстоянии - не очень близко и не очень далеко, чтобы было не слишком холодно и не слишком жарко для жидкой воды и обитания живых существ.

Однако исследование ученых Копенгагенского университета показало, что во время поисков инопланетной жизни следует обратить внимание на двойные планетарные системы, состоящие из звезд, похожих на Солнце. Планеты, которые вращаются вокруг этих звезд, имеют высокие шансы для появления на них внеземной жизни.

Как полагают датские астрономы, планетарные системы вокруг бинарных звезд формируются совершенно иначе, нежели системы одиночных звезд, а это, в свою очередь, означает, что пригодные для жизни планеты в бинарных звездных системах могут иметь совсем другие свойства, чем считалось ранее. Более того, они являются еще лучшим местом для поиска внеземной жизни, поскольку в таких звездных системах область космоса, где может возникнуть жизнь на окружающих планетах, намного больше. Обе звезды нагревают планеты друг друга, а это значит, что вокруг одной из них точно может появиться планета с жидкой водой и живыми организмами, утверждают датские ученые.

Двойная звезда, которая "всего" в 1000 световых лет от нас

Джес Кристиан Йоргенсен, руководитель научно-исследовательского проекта Копенгагенского университета, с нетерпением смотрит в будущее. "Полученный результат впечатляет. К тому же, в ближайшие годы поиск внеземной жизни можно будет вести с помощью нескольких новых, чрезвычайно мощных инструментов", - отмечает он. И в такой ситуации тем более важно знать, как формируются планеты вокруг различных типов звезд - ведь благодаря этой информации проще будет выявлять места, представляющие особый интерес с точки зрения поиска внеземной жизни, подчеркивает Йоргенсен.

Новое открытие основано на наблюдениях, проведенных с помощью комплекса радиотелескопов ALMA (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array - Атакамский большой миллиметровый/субмиллиметровый массив), расположенного в чилийской пустыне Атакама. ALMA состоит из 66 высокоточных антенн, согласованно работающих на длины волн от 3,6 до 0,32 миллиметра (от 31 до 1000 ГГц), что позволяет получить гораздо лучшее разрешение, чем можно было бы достичь с помощью одного телескопа.

Объектом наблюдений в рамках нового исследования стала молодая система из двух звезд, расположенная в молекулярном облаке Персея на расстоянии около 1000 световых лет от Земли. С астрономической точки зрения, это довольно близко. Данная двойная звездная система, получившая название NGC 1333-IRAS2A, пока окружена диском из газа и пыли, и вокруг нее еще не сформировались планеты.

Наблюдения позволили исследователям получить лишь моментальные снимки эволюции бинарной звездной системы. Но ученые дополнили наблюдения созданием компьютерных моделей, показывающих эволюцию околозвездного диска, из которого в будущем сформируются планеты: проведенное компьютерное моделирование позволило исследователям как вернуться назад, так и уйти вперед по времени относительно наблюдаемого снимка.

Явления, оказывающие влияние на зарождение жизни

Примечательно, что движение газа и пыли вокруг NGC 1333-IRAS2A не следует непрерывной схеме. В определенное время - обычно в течение относительно коротких периодов от десяти до ста лет, повторяющихся каждую тысячу лет - движение этих потоков становится очень сильным. В результате двойная звездная система становится в десять - сто раз ярче, пока не вернется в свое нормальное состояние.

Ученые полагают, что такое явление происходит из-за двойственности звездной системы. Две звезды вращаются друг вокруг друга, и через определенные промежутки времени их общая гравитация воздействует на окружающий диск из газа и пыли таким образом, что на звезды падает огромное количество материала.

"Падающий материал вызывает значительный нагрев. Из-за этого звезды становятся намного ярче, чем обычно", - отмечает Раджика Л. Курувита, соавтор исследования. По ее словам, "такие взрывы разрывают диск на части. Пока диск восстанавливается, всплески все еще могут влиять на структуру последующей планетарной системы".

Кометы и возникновение жизни

Наблюдаемая звездная система еще слишком молода для формирования планет. При изучении формирования планетарных систем датские ученые надеются получить больше результатов во время наблюдений с помощью ALMA. Помимо планет, объектами их мониторингов будут и кометы.

"Кометы, вероятно, играют ключевую роль в происхождении жизни. Кометы зачастую имеют высокое содержание льда с органическими молекулами. И вполне можно представить, что в те эпохи, когда планета еще необитаема, органические молекулы в кометах сохраняются, и последующие столкновения с кометами могут принести эти молекулы на поверхность безжизненных планет", - рассуждает Джес Кристиан Йоргенсен.

В этом контексте, говорит он, важно понимать роль вспышек на молодых звездах: возникающее в результате этого явления потепление вызывает испарение пыли и льда - что влечет за собой изменение химического состава материала, из которого формируются планеты. А это, в свою очередь, потребует иных критериев наблюдения, чем раньше, указывает Йоргенсен.

С помощью сверхмощных телескопов

Скоро в поисках внеземной жизни задействуют новый космический телескоп "Джеймс Уэбб". А к концу нынешнего десятилетия его дополнят Европейский большой телескоп (ELT) и чрезвычайно мощный SKA (Square Kilometer Array) - радиотелескоп с общей собирающей площадью антенн свыше одного квадратного километра. Радиоинтерферометр SKA будет работать как адаптивная антенная решетка в широком диапазоне частот, и его размеры позволят достичь в 50 раз большей чувствительности, чем у любого другого существующего радиотелескопа.

Наблюдения с помощью ELT и SKA должны начаться в 2027 году. Работа SKA позволит получить данные о Вселенной в возрасте всего несколько миллионов лет после Большого взрыва, то есть в момент начала формирования первых звёзд и галактик. SKA даст возможность напрямую наблюдать за крупными органическими молекулами. Космический телескоп "Джеймс Уэбб" работает в инфракрасном диапазоне, который прежде всего подходит для наблюдения за молекулами, содержащимися в водяном льду. А ALMA особенно хорош в поиске газообразных молекул.

"Такая комбинация из различных источников позволит получить множество интереснейших результатов", - уверен Джес Кристиан Йоргенсен.

Смотрите также: