Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 26.09.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Система TRAPPIST-1 старше нашей Солнечной Системы

Система TRAPPIST-1 старше нашей Солнечной Системы
shortstoryf

Если мы хотим знать больше о том, могла ли жизнь существовать на планете вне нашей Солнечной Системы, важно знать возраст звезды, вокруг которой вращается эта планета. Молодые звёзды очень часто выбрасывают высокоэнергетическое излучение, которые называют звёздными вспышками. Такие вспышки могут полностью убить всё живое на поверхности близких планет. Если экзопланеты сформировались недавно, их орбиты также могут быть нестабильными. С другой стороны, планеты, вращающиеся вокруг более старых звёзд, уже сумели пережить поток звёздных вспышек, но также были подвержены разрушительным действиям звёздного излучения в течение более длительного промежутка времени.

Система TRAPPIST-1

На этой иллюстрации показана система TRAPPIST-1 если бы наблюдатель находился в области экзопланеты TRAPPIST-1f (справа). Экзопланеты TRAPPIST-1b и TRAPPIST-1c получают больше всего излучения от звезды, поэтому являются самыми тёплыми. Экзопланеты e, f и g находятся в зоне обитаемости. Источник: NASA/JPL-Caltech

Теперь у учёных появилась хорошая оценка для возраста одной из самых интригующих планетарных систем, обнаруженных до сих пор. Речь идёт о звёздной системе TRAPPIST-1, которая обладает системой из семи экзопланет. Эта звезда является ультрахолодным карликом, а система планет расположилась на расстоянии примерно 40 световых лет от неё. Благодаря новому исследованию учёные смогли сказать, что эта звезда довольно старая, её возраст оценивают между 5.4 и 9.8 миллиардами лет. Это вдвое больше, чем возраст Солнечной Системой, которая сформировалась приблизительно 4.5 миллиарда лет назад.

Об обнаружении семи удивительных экзопланет у TRAPPIST-1 было объявлено в 2017 году на пресс-конференции НАСА. Их удалось выявить в связке телескопов Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST) в Чили, космической обсерватории «Спитцер» и некоторых других наземных устройств. Три из планет системы находятся в зоне обитания, то есть на таком расстоянии от звезды, на котором у твёрдой планеты может существовать атмосфера и присутствовать жидкая вода на поверхности. Все семь экзопланет находятся во власти приливных сил звезды, поэтому они повёрнуты всегда одной стороной к TRAPPSIT-1.

Во время открытия этой системы учёные считали, что её возраст должен быть равен как минимум 500 миллионам лет, так как TRAPPSIT-1 обладает малой массой (примерно восемь процентов от солнечной), а сократить свой размер до размеров чуть больше Юпитера звезда может примерно за такое же время. Однако даже такой низкий возраст был сомнителен, в теории звезда могла быть такой же старой, как сама вселенная. Являются ли орбиты этой компактной системы планет стабильными? Было ли у жизни достаточно времени, чтобы появиться на одном из этих миров?

«Наши результаты действительно помогают ограничить развитие звезды TRAPPSIT-1, потому что он, должно быть, сохранялась в течение миллиардов лет. Это означает, что планеты должны были развиться вместе со звездой, иначе система давно бы разрушилась», — Адам  Бургассер, астроном в Калифорнийском университете, ведущий автор работы.

Пока неясно, как такой большой возраст влияет на обитаемость планет. С одной стороны, более старые звёзды испускают меньше энергии, чем их младшие родственники. Исследователи уже сумели подтвердить, что TRAPPSIT-1 является относительно спокойной звездой по сравнению с другими ультрахолодными карликами. С другой стороны, так как планеты расположены близко к звезде, они в течение миллиардов лет впитывали высокоэнергетическое излучение, которое, возможно, могло испарить всю воду из атмосфер планет. За это время на каждой планете системы, за исключение планет g и h, могло испариться такое количество воды, которое эквивалентно земному океану. В нашей Солнечной Системе есть такая планета, это Марс. Вероятно, он имел жидкую воду на своей поверхности в прошлом, но потерял большую её часть из-за высокоэнергетического излучения Солнца в течение миллиардов лет.

Система TRAPPIST-1

Представление художника о том, как может выглядеть планетарная система TRAPPIST-1, основываясь на современных данных о диаметрах, массах планет и их расстояниях от звезды. Экзопланета TRAPPIST-1b показана как большой аналог Ио — спутника Юпитера. TRAPPIST-1d изображена с узкой полосой воды рядом с линией терминатора (границей между жаркой дневной и холодной ночной сторонами). TRAPPIST-1e и TRAPPIST-1f показаны покрытые водой, но с крупными ледниками на ночной стороне. TRAPPIST-1g показана с атмосферой как Нептун, несмотря на то, что она является каменной планетой. TRAPPIST-1h является самой далёкой, а значит и самой холодной планетой. Здесь она показа в качестве ледяного объекта, подобного Европе, ещё одному спутнику Юпитера. Источник: NASA/JPL-Caltech

Однако старость не обязательно означает, что атмосфера планеты была уничтожена. Учитывая то, что планеты системы TRAPPSIT-1 имеют меньшую плотность по сравнению с Землёй, есть такая возможность, что большие скопления молекул воды могли создать плотные атмосферы, которые экранируют поверхности от вредного излучения. Толстая атмосфера также могла бы помочь перераспределить тепло к тёмным сторонам экзопланета, увеличив пригодную для жизни территорию. Но это также могло бы иметь неприятные последствия из-за безудержного парникового эффекта, из-за которого поверхность планеты начинает перегреваться, как на Венере.

«Если бы жизнь существовала на этих планетах, я бы говорил, что она должна быть очень выносливой, потому что должна быть в состоянии пережить некоторые потенциально гибельные сценарии на протяжении миллиардов лет».

К счастью, у звёзд малой массы, таких как TRAPPSIT-1 есть свойство сохранять температуру и яркость постоянными в течение более триллионов лет. Предсказано, что возраст таких звёзд может быть очень намного больше, чем возраст самой вселенной, который равен 13.7 миллиарда лет. Для сравнения, солнце имеет ожидаемый жизненный цикл в 10 миллиардов лет.

«Звёзды, намного более крупные, чем Солнце, потребляют очень быстро своё топливо. Уже через несколько миллионов лет они взрываются в виде сверхновых. Но TRAPPSIT-1 является медленно горящей звездой, которая будет светить примерно в 900 раз дольше, чем текущий возраст Вселенной».

Есть и некоторые косвенные признаки, по которым исследователи пытались оценить возраст звезды TRAPPIST-1. Например, они оценивали то, как быстро звезда перемещается по орбите вокруг центра Млечного Пути (более старые звёзды имеют тенденцию двигаться быстрее), химический состав атмосферы и сколько вспышек произошло на ней за время наблюдения. Все эти переменные факторы указали на то, что звезда является существенно старше, чем наше Солнце.

Будущие наблюдения с помощью текущего телескопа «Хаббл» и будущего космического телескопа имени Джеймса Уэбба. Эти телескопы могут исследователям помочь понять, есть ли у экзопланет у звезды TRAPPIST-1 атмосферы, такие как у Земли.

«Наши новые результаты являются полезными в контексте будущих наблюдений за экзопланетами в этой системе, которые могут дать нам большее понимание о том, как формируются, развиваются и сохраняются или уносятся атмосферы планет», — Тиффани Катариа, специалист по экзопланетам в Лаборатории реактивного движения НАСА.

А будущие наблюдения с помощью космической обсерватории «Спитцер» помогут учёным уточнить свои оценки по поводу плотностей этих экзопланет, что, в свою очередь, поможет понять их состав.

По информации НАСА.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google