Астрономы подтверждают, что экзопланеты вокруг звезды Барнарда крайне необитаемы

Звезда Барнарда, представляющая собой относительно маломассовую красную карликовую звезду типа M, находится на расстоянии менее 6 световых лет от Земли и является ближайшим соседом нашей Солнечной системы после Альфа Центавра. В последние годы эта система стала настоящей находкой для открытия экзопланет: с августа 2024 года по март 2025 года было подтверждено существование четырех экзопланет, которые не имеют аналогов в нашей системе и по массе находятся между Землей и Марсом. Однако новое исследование, проведенное Университетом Кембриджа, подтвердило, что эти планеты, скорее всего, являются необитаемыми.

Анализируя химический состав звезды Барнарда, исследователи обнаружили, что планеты в этой системе богаты редким минералом периклазом, состоящим из оксида магния (MgO). К сожалению, наличие этого минерала не сулит ничего хорошего для обитаемости системы, так как периклаз плохо удерживает воду. Более того, команда пришла к выводу, что из-за близких орбит планеты, вероятно, давно потеряли свои атмосферы. Результаты их работы были представлены в статье, опубликованной в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Периклаз можно найти на Земле, но только на глубине нескольких сотен километров под поверхностью. В то же время планеты, вращающиеся вокруг звезды Барнарда, похоже, содержат значительные количества этого минерала благодаря высокому содержанию магния в системе. "У звезды Барнарда огромное количество магния по сравнению с другими звездами, поэтому ее планеты также, вероятно, богаты магнием," — отметил ведущий автор исследования Ксандер Бирн из Института астрономии Кембриджа. "На Земле этот магний используется для образования минералов, известных как оливины, которые играют важную роль в хранении воды внутри планеты."

Астрономы также отметили, что планеты системы вращаются очень близко к своей родительской звезде, на расстоянии от 1% до 4% от расстояния между Землей и Солнцем. В результате все четыре планеты, вероятно, находятся в состоянии приливного захвата, что означает, что одна сторона каждой планеты постоянно обращена к звезде (аналогично орбитированию Луны вокруг Земли). Это приводит к тому, что в течение всей своей истории, примерно 10 миллиардов лет (согласно анализу звезды), дни планет подвергались радиации и вспышкам со стороны звезды.

Команда оценивает, что планеты могли удерживать свои атмосферы около двух миллиардов лет, но потеряли их из-за давления радиации. "Эти планеты всегда были бы враждебными, потому что находятся очень близко к своей звезде," — сказал Бирн. "Даже самая удаленная планета вращается в десять раз ближе, чем Меркурий к Солнцу. Когда вы находитесь так близко к своей звезде и имеете такую низкую гравитацию, ваша атмосфера просто сдувается."

Кроме того, планетарные системы, такие компактные, как система Барнарда, часто бывают нестабильными из-за гравитационных взаимодействий между планетами. Это может привести к столкновениям планет, их падению в звезду или выбрасыванию из системы, что превращает их в "блуждающие планеты". Однако команда из Кембриджа обнаружила, что три внутренние планеты имеют орбитальную резонансную связь, аналогичную резонансу спутников Юпитера Ио, Европы и Ганимеда (1:2:4). В этом случае резонанс между тремя внутренними планетами (9:12:16) может оказывать стабилизирующее влияние на систему.

Будущие миссии по поиску экзопланет, такие как PLATO от ESA, могут обнаружить дополнительные небольшие планеты, подобные тем, что вращаются вокруг звезды Барнарда. Но на данный момент эти планеты представляют собой уникальную находку в экзопланетной статистике. Несмотря на их крайне низкую обитаемость, анализ команды, связывающий состав звезды и планет, может стать важным фактором при изучении других экзопланет для определения их потенциальной обитаемости. Бирн добавил:

"Более крупные планеты намного легче обнаружить, чем мелкие, поэтому мы знаем очень немного о субземных планетах, подобных тем, что находятся в этой системе. Но чувствительность новых миссий поможет уменьшить этот дисбаланс, позволяя нам открывать все больше и больше маленьких и каменистых планет, подобных Земле."

Дополнительная информация: Университет Кембриджа, MNRAS.