Как полагают астрономы, обладай Солнечная система двойной звездой, Венера и даже Марс вполне могли бы остаться мирами с обилием воды, а то и пригодными для жизни.
Международный коллектив исследователей из Группы вычислительной физики и астрофизики Антиохийского университета (Колумбия) и Техасского университета в Эль-Пасо (США) во главе с Полом Мэйсоном (Paul A. Mason) описал механизм, который может означать, что двойные звёзды предоставляют своим планетам лучшие условия для возникновения жизни, нежели одиночные вроде нашего Солнца.
Колебания светимости у молодой звезды типа Солнца пять миллиардов лет спустя показывают совершенно разные ситуации. Магнитная активность изменятся столь же сильно, заметно влияя на происходящее на планете: чем старше звезда, тем жизнь около неё спокойнее. (Здесь и ниже иллюстрации Mason et al.)
Нынешнее Солнце являет собой скорее успокаивающую картину: ультрафиолета от него мало, а магнитная активность светила, а также образование пятен весьма умеренны. Пару–тройку миллиардов лет назад всё было иначе. Ультрафиолета излучалось в несколько раз больше. А во время вспышек солнечной активности, которые происходили чаще и были куда мощнее, солнечные бури буквально окунали атмосферы Венеры, Земли и Марса в поток исходящих от светила частиц. Итоги известны: Венера потеряла всю воду, Марс — её значительную часть, а плотность атмосферы там упала до одной сотой от земной. Если жизнь там и возможна, то ни о каких крупных щупальценосных владельцах шагающих лазерных танков и речи, вопреки Уэллсу, быть не может.
При чём тут двойные звёзды? Дело в том, что активность Солнца в дни зарождения жизни на Земле была неразрывно связана с тем, что в молодости наша звезда вращалась вдвое быстрее, чем сегодня. К счастью, по мере потери массы и углового момента с солнечным ветром, а также благодаря взаимодействию своего магнитного поля с окружающими объектами любая звезда замедляет своё вращение. А её активность соответственно уменьшается, что делает возможным относительно спокойное существование жизни на Земле — причем даже на многокилометровых высотах, где воздействие светила значительно.
В принципе, нечто похожее можно сказать и о планетах у двойных звёзд, обращающихся вокруг общего центра масс. За одним исключением: приливные силы пары близких звёзд взаимно деформируют обоих участников и в целом ряде ситуаций способны тормозить вращение упомянутых тел, причём довольно быстро. Для нас нагляднее всего этот механизм может проиллюстрировать пара Луна — Земля. Когда несколько миллиардов лет назад Луна только появилась на нашем небосводе, Земля оборачивалась вокруг своей оси всего за шесть часов, быстрее вращалась и Луна, да и расстояние от спутника до планеты было намного меньше сегодняшнего. Благодаря наложению эффекта взаимного приливного торможения на другие процессы сходной природы вращение Земли замедлилось намного сильнее, чем вращение того же Солнца, у которого не было близкого и массивного партнёра, тормозящего его движение.
По расчётам учёных, если приливная синхронизации свойственна звёздам с самого начала существования системы и равна периоду прохождения светил по своим орбитам вокруг общего центра масс (примерно 15–30 дней), то сокращение периода вращения вокруг своей оси там могло быть очень значительным. Астрономы попробовали приложить такие требования к известным системам двойных звёзд, вокруг которых замечены кандидаты в планеты. При этом были проанализированы шесть систем: Кеплер-16, 34, 25, 38, 47 и 64. Оказалось, что по крайне мере три из них, Кеплер-34, 47 и 64, полностью соответствуют «требованиям» учёных, а их «ротационное старение» заставляет молодые звёзды вести себя как вполне зрелые светила вроде сегодняшнего Солнца. Наконец, у Кеплера-34 ситуация настолько благоприятна, что учёные предполагают там наличие более чем одной планеты в зоне обитаемости. Условная же пара из двух звёзд типа Солнца почти с самого рождения такой системы полностью избавит всю зону обитаемости от рентгеновских лучей и коротковолнового ультрафиолета, опасного для возникающей жизни.
Особенно интересно заявление авторов о том, что, будь наше Солнце такой двойной звездой с соответствующим образом увеличенными орбитами планет, Венера и даже Марс не потеряли бы воду и значительную часть атмосферы (речь о Красной планете) до сего дня. Правда, на поверхности Венеры и в этом случае было бы чересчур жарко для жизни в привычном нам смысле этого слова, а вот Марс, по большинству классификаций находящийся в зоне обитаемости Солнечной системы, вполне мог бы стать родиной довольно сложной поверхностной жизни.
Увы, не все выводы исследователей окрашены в розовые тона. Хотя у целого ряда двойных систем, подчёркивают они, искать жизнь важнее, чем у большинства одиночных звёзд, некоторые парные системы — те, что слишком близко расположены относительно друг друга или весьма маломассивны, — могут быть жертвами высокоскоростной приливной синхронизации. Периоды сильнейших мегавспышек, свойственных молодым светилам, там могут растянуться. Поскольку взаимодействие звёздной пары будет поддерживать темп её вращения ненормально высоким на протяжении долгого времени, реализуется сценарий протяжённой «ротационной молодости».
В системе Кеплер-34 буквально через 100 млн лет после её образования все планеты обитаемой зоны будут получать много меньше рентгеновского излучения и жёсткого ультрафиолета, чем доставалось Земле в начале истории Солнечной системы. Если там есть разум, то его астрономы должны серьёзно сомневаться в том, что планеты у одиночных звёзд вообще подходят для формирования сложной жизни.
Магнитная активность, интенсивный солнечный ветер и мощнейшие вспышки в таких системах сделают миры в тамошней теоретической зоне обитаемости непригодными для богатой видами многоклеточной жизни. Хотя астрономы очень осторожны в таких предположениях, они считают, что система Кеплер-16, потенциально обладающая планетами в зоне обитаемости, возможно, довела их своими вспышками до обезвоженности Венеры и «обезатмоференности» Марса.
Предложенный механизм модификации поведения звёзд очень значим для частоты встречаемости обитаемых экзопланет: большинство звёзд Галактики могут быть двойными, что делает механизм ротационного старения потенциально вездесущим. В то же время нельзя не отметить, что уже высказывались тезисы о малой значимости радиационного воздействия для планет с более плотной и массивной атмо- и гидросферой, чем у Земли: вся вода там просто не успеет испариться за сроки, сравнимые с временем жизни звёздной системы. С другой стороны, для относительно маломассивных планет, таких как Земля и ещё более лёгких, сглаживание активности родительской звезды может иметь, без преувеличения, критическое значение.
