Художественное представление экзопланеты TOI-849b. Фото: NASA
В последние десятилетия за пределами Солнечной системы было подтверждено более 4000 внесолнечных планет. С таким количеством планет, доступных для изучения, астрономы узнали много нового о типах планет и об их условиях.
Например, они смогли лучше понять, насколько распространены обитаемые планеты (по крайней мере, по нашим стандартам).
Как оказалось, жизнь может существовать на удивительно большом количестве планет. К такому выводу пришла группа астрономов и планетологов, которые провели исследование возможных размеров обитаемых зон на основе классификации звезд.
Рассмотрев, что многие планеты могут стабильно вращаться вокруг них, они пришли к выводу, что звезды без газовых гигантов размером с Юпитер могут иметь до семи пригодных для жизни планет!
Три планеты TRAPPIST-1 находятся в «обитаемой зоне» своей звезды.
Это исследование возглавил Стивен Кейн, профессор астробиологии из Калифорнийского университета в Риверсайде (UC Riverside). К нему присоединились исследователи из Калифорнийского университета в Беркли, Университета Южного Квинсленда, Гавайского университета, Калифорнийского технологического института (Caltech), Центра обработки и анализа инфракрасного излучения Калифорнийского технологического института (IPAC), Центра Карла Сагана Института SETI.
Исследование было вдохновлено собственным исследованием Кейна звездной системы TRAPPIST-1, близлежащего М-типа (красного карлика) с не менее чем семью скалистыми планетами (три из которых вращаются в пределах обитаемой зоны звезды).
Это открытие в сочетании со множеством скалистых планет, обнаруженных вокруг близлежащих красных карликов в последние годы, заставило астрономов задуматься о том, сколько потенциально пригодных для жизни планет может вместить звезда.
«Это заставило меня задуматься о максимальном количестве пригодных для жизни планет, которое может быть у звезды, и почему у нашей звезды только одна», - пояснил Кейн, - «Это кажется несправедливым!»
Ради своего исследования Кейн и его коллеги создали модельную систему, в которой они учли звезды различной спектральной классификации и планеты разных размеров и орбит.
Все 7 планет системы TRAPPIST-1 легко вписываются в орбитальный путь Меркурия
Классификация звезд была ключевым моментом, поскольку известно, что у более крупных, ярких и горячих звезд (также известных как «ранний тип») более широкие обитаемые зоны, в то время как у меньших и более холодных звезд (таких как наше Солнце и красные карлики) - гораздо более узкие.
Их модель также включала алгоритм, который учитывал задействованные гравитационные силы, что помогло проверить, как планеты будут влиять на орбиты друг друга в течение миллионов лет.
Они обнаружили, что звезды «ранних типов» - O- или B- и, возможно, A-типа - с большей вероятностью будут иметь несколько планет, вращающихся в пределах их более широких обитаемых зон, чем звезды «позднего типа», такие как G-, K - и M-типа.
Фактически, они обнаружили, что некоторые звезды могут поддерживать до семи каменистых планет в пределах своих обитаемых зон, и что такая звезда, как наше Солнце, потенциально может поддерживать шесть планет с жидкой водой.
Существенным фактором здесь является то, что у планет больше круговых орбит, чем эллиптических или неправильных, что обеспечивает более стабильные орбиты, сводя к минимуму вероятность близких столкновений.
Еще одно важное замечание, как объяснил Кейн, состоит в том, чтобы у звезд не было на орбите массивной планеты, такой как Юпитер:
«Больше семи, и планеты становятся слишком близко друг к другу и дестабилизируют орбиты друг друга. [Юпитер] оказывает большое влияние на обитаемость нашей Солнечной системы, потому что он массивен и мешает другим орбитам».
Пока астрономы определили только несколько звезд, у которых есть несколько планет в их обитаемой зоне.
Одна из звезд, представляющих интерес для исследователей, - это Бета Гончих Псов, которую Кейн и его коллеги определили и использовали в качестве примера для своего исследования.
Солнце и TRAPPIST-1. Вторая звезда достигает лишь 11% солнечного диаметра и краснее по цвету. Ее планеты расположены ближе Меркурия, поэтому получают столько же излучения, как Земля, Венера и Марс
Эта звезда G-типа (солнечного типа), расположенная на расстоянии 27,5 световых лет от нас, считается одним из лучших кандидатов на обнаружение внеземной жизни.
На сегодняшний день вокруг Беты Гончих Псов не было обнаружено экзопланет, но Кейн и его коллеги считают это хорошим признаком того, что вокруг звезды нет планет, размером с Юпитер.
Такие большие планеты, вращающиеся дальше от звезды, можно было бы относительно легко обнаружить, поскольку они совершали переходы (метод транзита), с помощью прямого изображения или по их гравитационному влиянию на звезду (метод радиальной скорости).
Заглядывая вперед, Кейн и его коллеги также надеются найти дополнительные звезды, полностью окруженные меньшими планетами.
Этим поискам будет способствовать развертывание космических телескопов следующего поколения, а также наземных обсерваторий, которые в ближайшие годы получат свой первый свет.
Благодаря улучшенной оптике и чувствительности, которые могут предложить эти обсерватории, будущие исследования также выиграют от создания новых атмосферных моделей экзопланет.
Художественное изображение далекой звездной системы
Это будет результатом того, что обсерватории смогут собирать спектры непосредственно от света, отраженного от атмосфер этих планет, который покажет их химический состав и позволит ученым выявить любые возможные биосигнатуры.
Как сказал Кейн, это исследование поможет нам определить не только, есть ли там жизнь для изучения, но и также поможет понять, как Земля стала пригодной для жизни и как она может измениться в будущем:
«Хотя мы знаем, что Земля была обитаемой на протяжении большей части своей истории, остается много вопросов относительно того, как эти благоприятные условия эволюционировали со временем, и конкретные движущие силы этих изменений. Измеряя свойства экзопланет, эволюционные пути которых могут быть аналогичны нашим собственным, мы получаем представление о прошлом и будущем этой планеты - и о том, что мы должны сделать, чтобы сохранить ее пригодность для жизни ».
Исследование также обнадеживает, поскольку демонстрирует, что системы, подобные нашей, с только одной обитаемой планетой, вращающейся вокруг Солнца, на самом деле могут быть нетипичными. Подобно исследованиям, которые предполагают, что может существовать класс «сверхобитаемых» планет, могут также существовать сверхобитаемые системы.
Это не только упростит поиски жизни, но и значительно повысит вероятность поиска развитой жизни и интеллекта!
[pt_view id="7986c4eb3w"]