Найдено 7 новых землеподобных планет в звездной системе TRAPPIST-1
Долгожданная пресс-конференция NASA не разочаровала: команда Михаэля Жийона объявила об обнаружении 7 каменных (землеподобных) экзопланет в звездной системе TRAPPIST-1, на части которых возможно существование биологической жизни. После того, как "вторая Земля" (Proxima b), предыдущая перспективная из ближайших (4,24 световых года) экзопланет, была признана непригодной для жизни, это обнадеживающая новость: по предварительным данным 4 из них потенциально обитаемы.
У близкой к Солнцу звезды обнаружили семь двойников Земли
В 2016 году Михаэль Жийон (Michaël Gillon) из Льежского университета в Бельгии и его коллеги сообщили, что им удалось обнаружить три экзопланеты, которые проходили на фоне одиночного красного карлика TRAPPIST-1 (расстояние до него - 39 световых лет). Свое название эта звезда получила из-за того, что ее открыли с помощью 0,6-метрового телескопа TRAPPIST (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope) в обсерватории ESO Ла-Силья в Чили. Этот красный карлик лишь на 11 процентов крупнее Юпитера.
Изображение: NASA/JPL-Caltech
Экзопланетами называют планеты, которые вращаются вокруг других звезд. Одна из задач современной астрономии - поиск миров, напоминающих Землю. По оценкам, в галактике Млечный Путь находится 5-20 миллиардов двойников нашей планеты. Чтобы их найти, ученые пользуются специальными методами. Один из них - транзитный, основанный на наблюдении за прохождением небесного тела на фоне звезды.
Одна из трех экзопланет - TRAPPIST-1d - была зарегистрирована на основе двух транзитных сигналов, то есть астрономы наблюдали два прохождения этой планеты по диску красного карлика. Второе прохождение было зафиксировано с помощью «Очень большого телескопа» (VLT) в Чили. Когда ученые проанализировали полученные данные, оказалось, что затмение было тройное.
Это заставило провести более тщательные фотометрические наблюдения звезды. Астрономы проследили за шестью возможными транзитами TRAPPIST-1d с февраля по сентябрь 2016 года, используя космическую обсерваторию «Спитцер» и несколько наземных телескопов, включая TRAPPIST. Новые сведения позволили отвергнуть 11 предложенных ранее возможных периодов обращения экзопланеты вокруг звезды. Более того, выяснилось, что наблюдаемые два транзита относились к различным объектам.
Изображение: NASA/JPL-Caltech
Обсерватория «Спитцер», наблюдавшая звезду в течение 20 дней осенью 2016 года, получила кривые блеска, указывающие на 34 транзита. Новые данные, совмещенные с имеющимися, позволили выделить четыре транзитных сигнала с периодом 4,04 дня, 6,06 дня, 8,1 дня и 12,3 дня. Они соответствовали как уже обнаруженной экзопланете - TRAPPIST-1d, так и новым - TRAPPIST-1e, TRAPPIST-1f и TRAPPIST-1g. Кроме того, был зафиксирован еще один транзитный сигнал, принадлежащий самой отдаленной от звезды планете TRAPPIST-1h, чей период пока неизвестен.
Статистический анализ кривых блеска предоставил некоторую информацию о семи обнаруженных мирах и траекториях их орбит. Ученые с помощью динамической симуляции определили, какие формы должны быть у орбит, чтобы сложилась наблюдаемая картина. Установлено, что шесть внутренних экзопланет движутся по приблизительно круговым траекториям. Об орбите седьмой планеты данных нет.
Астрофизики смогли понять, как взаимодействуют планеты друг с другом, вычислить примерные массы шести внутренних планет и выявить их приблизительный химический состав. Так, пять планет (b, c, e, f и g) по размеру сравнимы с Землей, а диаметр двух других (d и h) меньше земного, но больше марсианского. Шесть внутренних планет являются железокаменными, при этом сравнительно малая плотность TRAPPIST-1f указывает на то, что ее окутывает мощная газовая оболочка либо толстый слой приповерхностного льда.
Авторы открытия подчеркивают, что для уточнения химического состава необходимы дальнейшие наблюдения с применением таких космических телескопов, как «Хаббл» и «Джеймс Уэбб» (второй должны запустить в 2018 году).
Ученые выяснили, что b, c, e, f, g и d формируют самую длинную из известных резонансных цепочек орбит экзопланет. Орбитальный резонанс происходит, когда два вращающихся вокруг одной звезды объекта оказывают друг на друга гравитационное воздействие. В результате их периоды обращения соотносятся друг с другом как небольшие натуральные числа, и планеты время от времени сближаются, находясь в одних и тех же точках орбит. Например, в Солнечной системе два оборота Сатурна почти соответствуют по времени пяти оборотам Юпитера.
Отношения периодов обращения пар планет c/b, d/c, e/d, f/e и g/f составляют 8/5, 5/3, 3/2, 3/2 и 4/3, соответственно. До этого длинные резонансные цепочки были обнаружены в компактных системах, в которых вокруг звезд, похожих на Солнце, вращаются суперземли и нептуны.
Установлено, что на поверхность внутренних планет поступает столько же солнечной радиации, сколько на Венеру, Землю или Марс. Однако все семь планет, по всей вероятности, находятся в приливном захвате с родительской звездой. Значит, небесные тела повернуты к красному карлику всегда одной стороной, что ухудшает условия на их поверхности. С учетом излучения, поступающего от TRAPPIST-1, только экзопланеты e, f и g могут быть покрыты водным океаном и их атмосфера похожа на земную. На планетах b, c и d, расположенных ближе к красному карлику, скорее всего, царит жара из-за мощного парникового эффекта, что делает их похожими на Венеру.
Что касается самой далекой планеты, то температура на ее поверхности, вероятно, ниже точки плавления льда. Однако на ней все же может существовать жидкая вода благодаря нагреванию из-за приливных процессов или наличию обогащенной водородом атмосферы, препятствующей потере тепла.
Ученые подчеркивают: в настоящее время орбитальные характеристики экзопланет системы TRAPPIST-1 слишком неопределенны, чтобы со стопроцентной уверенностью говорить об условиях на их поверхности. Тем не менее эти миры предоставляют астрономам уникальную возможность исследовать систему, напоминающую Солнечную, но с более холодной звездой.
Александр Еникеев, 23.02.2017, lenta.ru
Звезда TRAPPIST-1 - «сверххолодный» красный карлик (вполовину холоднее нашего Солнца) в созвездии Водолея. 100-400 миллиардов звезд нашей галактики (30-50%) - красные карлики. Таких планет, как наше Солнце (желтых карликов), еще 10%.
Каждая из этих семи планет звездной системы находится в так называемой зоне Златовласки - или обитаемой зоне звезды - регионе космоса, где есть вода в жидкой форме. А четыре из семи планет вообще можно вписать в кандидаты миров, способных поддерживать жизнь. Несмотря на низкую температуру звезды, одна из этих планет находится очень близко к красному карлику, то, вероятнее всего, она будет получать такой же объем энергии, какой получает Земля, которая находится в 150 000 000 километрах от Солнца.
И все же пока никто не обещает, что на этих планетах определенно есть жизнь. Слишком многие факторы способны этому помешать. Одним из них, например, может являться суровая космическая погода (частые звездные вспышки и корональные выбросы массы), способная в буквальном смысле сдуть с них всю жизнь. А тех, кого не сдуют, добьют высокозаряженные радиоактивные частицы. К сожалению, класс красных карликов среди других типов звезд наиболее привержен такому своенравному поведению.
Исследование также говорит о том, что планеты, скорее всего, обладают орбитальным резонансом. Некоторые из них могут на манер Юпитера, обладать большими спутниками, а некоторое вообще имеют синхронное вращение со звездой и постоянно повернуты к ней только одной стороной. Но это необязательно сразу же означает, что на таких планетах вообще не может быть никакой жизни.
Гиллон отмечает, что для красных карликов звезда TRAPPIST-1 является «очень спокойной» и не ведет себя слишком активно для подобного класса. Помимо этого, по мнению ученого, орбитальный резонанс и приливный захват могут оказаться даже полезным в этом случае.
Это может означать, что ядра планет получают больше тепла и тем самым способны запускать процессы, так или иначе необходимые в конечном итоге для появления и поддержания жизни. Такой нагрев способствует таянию льда и превращения его в жидкость, которая затем может испаряться и при поддержке таких явлений, как вулканизм, будет переходить в газовое состояние, не только формируя тем самым атмосферу планеты, но и создавая условия для появления элементов, необходимых для жизни.
В общей сложности тридцать исследователей со всего мира сообщили о новом открытии на страницах журнала Nature.
В будущем ученые собираются использовать второй орбитальный телескоп NASA имени Джеймса Уэбба (JWST), запуск на орбиту которого запланирован на 2018 год, чтобы заглянуть внутрь атмосферы этих планет и постараться выяснить, сколько в ней может содержаться кислорода, озона и других газов.
Даже если жизнь на планетах TRAPPIST-1 обнаружена не будет, эти планеты перспективны для нас как новый дом. Через несколько миллиардов лет, когда у нашего Солнца закончится топливо и нашей Солнечной системе придет конец, звезда TRAPPIST-1 будет по-прежнему находиться в фазе взросления. Она сжигает свой водород настолько медленно, что его хватит еще на следующие 10 триллионов лет, что более чем в 700 раз больше времени существования самой Вселенной.
hi-news.ru
.