Обитаемая зона обычно определяется условиями, при которых на поверхности планеты может существовать жидкая вода. Однако астрофизик Амри Вандель предложил пересмотреть это определение, включив в рассмотрение возможность наличия жидкой воды под слоем льда.
Красные карлики — наиболее многочисленные звезды во Вселенной, поэтому весьма вероятно, что первая обитаемая планета, схожая с Землей, будет открыта именно у такой звезды, если она и будет найдена. В начале своего существования эти звезды проявляют высокую активность и способны разрушать атмосферы планет, но затем становятся относительно «холодными». В связи с этим астрономы стремятся выяснить, при каких условиях у таких планет могут сохраниться пригодные для жизни миры, и установить пределы обитаемой зоны.
Этой весной команда, работающая над космическим телескопом «Джеймс Уэбб» сообщила о признаках наличия водного пара у экзопланеты земного типа GJ 486 b. Обнаруженная планета находится на слишком близком расстоянии от своей звезды, из-за чего температура ее поверхности достигает 430 °C. Наличие водяного пара в атмосфере вызывает удивление, поскольку такие условия несовместимы с его существованием. Исследователи считают, что сигнал, вероятно, связан с водой, но не исключают возможность его звездного происхождения, в частности, от холодных областей на поверхности звезды.
Астрофизик Амри Вандель (Amry Wandel) допустил, что источником сигнала может быть сама планета, которая теоретически находится в приливном захвате со звездой: на одной ее стороне всегда день, на другой — ночь. Его исследование приняли к публикации в Astronomical Journal.
Наличие жидкой воды на поверхности — важный фактор, определяющий возможность существования жизни на планете. Традиционно зона обитаемости в звездной системе определяется как область между двумя границами: одна — на таком близком расстоянии от звезды, что вода будет испаряться, не достигая точки кипения, а другая — на таком большом расстоянии, что вода будет находиться в замороженном состоянии.
Согласно моделям и расчетам, на планетах, находящихся под воздействием приливного захвата у красных карликов, потенциально может существовать жидкая вода в определенных областях поверхности при различных атмосферных условиях. Астрофизик Амри Вандель полагает, что зона обитаемости для этих планет может быть значительно шире, если рассматривать возможность существования подледных океанов и атмосферы.
За пределами обитаемой зоны ледяной покров способен таять изнутри под воздействием приливного разогрева — например, как на Европе и Энцеладе, спутниках Юпитера и Сатурна, — или благодаря теплу, выделяемому при распаде радионуклидов. Растаявшая под давлением ледяного покрова вода может подниматься вверх через толщу льда, формируя подледные озера, а возможно, даже создавая обширный жидкий слой.
Планеты, вращающиеся вокруг звезды ближе к началу обитаемой зоны, имеют «дневную» сторону, которая слишком горяча для поддержания жидкой воды. Однако ледяной покров на «ночной» стороне способен защитить жидкую воду от перегрева, вызванного теплом атмосферы, переносимой с «дневной» стороны. Таким образом, новая граница обитаемой зоны определяется орбитой, на которой тепло атмосферы препятствует полному замерзанию воды даже на «ночной» стороне.
Границы обитаемой зоны, как расширенные, так и традиционные, не являются фиксированными и меняются в зависимости от эволюции звезды и изменений в геотермальной активности планеты. Модель Амри Ванделя позволяет объяснить наличие воды на экзопланете GJ 486 b, однако это сопряжено с необходимостью введения дополнительных ограничений на параметры ее атмосферы.