«Родственники» Земли
Система TRAPPIST-1, пожалуй, главный космический «ньюсмейкер» с момента своего открытия в 2016 году. Ультрахолодный карлик находится в созвездии Водолея на расстоянии 39 световых лет от Земли. По размеру TRAPPIST-1 немногим больше Юпитера, но при этом примерно в 90 раз тяжелее.
Сначала вокруг звезды обнаружили целых семь планет. Затем выяснилось, что все они — землеподобные.
Также по теме
Много обитаемых миров: планеты TRAPPIST-1 могли обмениваться микроорганизмами
Группа американских учёных заявила, что недавно открытые экзопланеты в системе TRAPPIST-1 теоретически могли бы «обмениваться» жизнью…
Международная группа учёных во главе с астрофизиками из Планетологического института США предположила, что планеты состоят изо льда, каменистых пород и железа, и с помощью компьютерного моделирования определила их структуру. В итоге специалисты получили новые, уточнённые значения масс для каждой из планет, а также оценили количество содержащейся на них воды.
«Поскольку звезда TRAPPIST-1 старая и тусклая, на поверхностях её планет относительно прохладно: от 127 °C до -107 °C. Планеты также очень близко расположены к своей звезде и совершают полный оборот вокруг неё всего за несколько суток: от 1,5 до 12. Поскольку орбиты этих планет слегка эллиптические, а не круговые, то, вращаясь вокруг звезды, они оказываются то ближе к ней, то дальше от неё. Под действием гравитационного притяжения звезды на планетах меняются амплитуды приливов. Такой процесс называется приливный разогрев. Всё это способствует тому, что в их недрах выделяется тепло, которое и поддерживает в планетах геологическую активность», — говорит одна из авторов исследования, Эми Барр.
- Планеты системы TRAPPIST-1
В докладе также сообщается о процессах теплообмена в мантии каждой планеты. Результаты показывали, что у второй и третьей (если считать от звезды) планет, вероятно, частично расплавленные мантии из горных пород. Более того, на одной из поверхностей есть следы кремнистой магмы, возникшие, вероятно, вследствие извержения, вызванного приливным разогревом. Подобная вулканическая активность характерна для спутника Юпитера Ио.
Также по теме
«Похоже на муху в янтаре»: учёные обнаружили источники жизни в упавших на Землю метеоритах
Учёные из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (США) исследовали два метеорита, упавших на Землю ещё в 1998 году….
У планет системы TRAPPIST-1 есть ещё одна интересная особенность: когда они приближаются непосредственно к звезде, то под воздействием её гравитационного поля деформируются, становясь похожими на яйцо. При удалении планеты снова обретают сферическую форму.
Сюрприз красного карлика
Исследование звезды TRAPPIST-1 проводилось при помощи транзитного метода, который заключается в наблюдении за её видимым блеском. Если поток света периодически становится тусклее, это говорит о возможности наличия планеты, вращающейся вокруг звезды по орбите, плоскость которой параллельна линии обзора телескопа. Наблюдения за звездой при помощи транзитного метода проводились с 2013 года. И всего за 3 года были выявлены многочисленные периодические изменения свечения звезды.
Система TRAPPIST-1 состоит из семи планет, размером с Землю, вращающихся вокруг красного карлика (фото: NASA)
Весной прошлого года выяснилось, что в системе TRAPPIST-1 есть 3 планеты, находящихся в «зоне жизни». После этого открытия группе астрономов под руководством Мишеля Жильона предоставили в распоряжение наблюдательное время на крупнейших в мире телескопах. Вначале это был Очень большой телескоп (Very Large Telescope, Чили). В сентябре 2016 года в результате исследований было установлено, что сигнал, ранее считавшийся сигналом от планеты TRAPPIST-1d, оказался наложением сигналов от трёх планет. В результате этого открытия, учёным было выделено большое наблюдательное время на других мощных телескопах, а также 20 дней непрерывного наблюдения при помощи телескопа «Спитцер», благодаря которому было получено 34 новых сигнала.
Во время изучения спектра лучей TRAPPIST-1, которые прошли через атмосферу планет, удалось выяснить, что планеты имеют каменистую поверхность, также были найдены намёки на присутствие в атмосфере воды, кислорода и углекислоты. Последующие наблюдения за планетами привели к неожиданному открытию. Оказалось, что на самом деле вокруг звезды вращается не три, а семь планет, к тому же шесть из них являются землеподобными. Планетологам также удалось измерить диаметр и массу шести планет, получить некоторые данные об их атмосфере.
Планеты представляют значительный интерес для исследования, ведь раньше учёным было известно о трёх землеподобных планетах, причём все они находились в Солнечной системе. Речь идёт о таких планетах, как Меркурий, Венера и Марс. Благодаря этому открытию, у исследователей появилась реальная возможность уже сейчас изучать новые планеты, поскольку система находится на довольно близком расстоянии от Земли.
Открытые планеты по размеру напоминают нашу планету. Как видно из рисунка, их радиус равняется 0,7-1,08 радиуса Земли, а масса — 0,41-1,38. Эти значения указывают на то, что плотность планет близка к земной, а значит они могут иметь каменистую природу или быть планетами с океанами. Предполагается, что средняя температура на планетах близка к нулю или 20-30 градусам мороза. На планетах b и c температура отличается, и по оценкам учёных составляет более 70-100 °C. Все семь планет вращаются по довольно тесной орбите. Так, например, последняя планета (h) расположена приблизительно в 4 раза ближе к звезде, чем Меркурий к Солнцу.
«Марсовенера» TRAPPIST-1d
TRAPPIST-1d по своим параметрам напоминает оказавшийся на месте Венеры Марс. Третья планета системы красного карлика вращается вокруг него на расстоянии чуть более 3 млн км, а год на ней длится всего 4 земных суток. Как и у двух предыдущих тел, вращение планеты вокруг своей оси может быть синхронизировано с орбитальным движением. В этом случае она будет все время повернута к своему солнцу одной стороной.
TRAPPIST-1d — это небольшая и довольно легкая планета. Ее радиус составляет 79%, а масса — 30% Земли. Небольшая масса означает, что плотной атмосферы это тело иметь не может, а содержание тяжелых элементов в нем меньше, чем в нашей планете. Достаточно мощного для защиты от радиации магнитного поля у него может не быть.
Вокруг условий на TRAPPIST-1d сейчас идут серьезные споры. Маленькое красное солнце может нагреть планету до средней температуры -7°C. Это немного больше, чем на Земле. Но потеря водорода из атмосферы может ее сильно высушить и нагреть. Климат будет больше похож на венерианский, чем на земной.
В то же время у ученых есть серьезные сомнения в возможности такого легкого объекта удерживать действительно тяжелую атмосферу. В Солнечной системе Марс почти полностью потерял свою газовую оболочку из-за малой массы. Так что на самом деле TRAPPIST-1d может оказаться похожей не только на Землю или Венеру, но и на Красную планету.
7.HD 189733b – Планета со стеклянными дождями
Возможно, это одна из самых интересных экзопланет, она находится в 63 световых годах от нас в созвездии Лисички, и там идут косые дожди из стекла. Ветры на этой планете достигают скорости до 8700 км в час, в результате чего осадки падают боком.
В ее атмосфере содержится большое количество частиц кремния, которые рассеивают голубой свет. Голубая окраска планеты становится еще ярче, когда ее температура (она примерно такая же, как внутри вулкана) превращает частицы кремния в стекло, а затем планета начинает швырять осколки этого стекла во все стороны со скоростью до 6500 километров в час.
Это тема настолько диковинная, что даже фантасты ее не касаются. Так что, хотя HD 189733b и кажется со стороны чудесным местом для отдыха, это скорее не планета, а самая крупная пескоструйная машина во Вселенной.
HD 189733 A b по массе и размерам немного превосходит Юпитер. При этом экзопланета — одна из самых горячих из известных, так как расстояние от HD 189733 A b до её звезды в 30 раз меньше, чем расстояние от Земли до Солнца. Планета принадлежит к классу так называемых горячих юпитеров — газовых гигантов, расположенных очень близко к центральной звезде системы. Наблюдения с использованием космического телескопа Хаббл подтверждают присутствие водяного пара, нейтрального кислорода, а также органического соединения метана. Позже наблюдения также обнаружили присутствие угарного газа на дневной стороне планеты.
Планетарная система TRAPPIST-1
Добраться до туда пока не получится
Об открытии планетарной системы, находящейся в нескольких десятках световых лет от нас, было объявлено в начале этого года. Система состоит из 7 земплеподобных планет, оборачивающихся вокруг «ультрахолодной» звезды, и представляет собой идеальную на данный момент цель для поиска жизни за пределами Солнечной системы.
Изучение этих экзопланет в будущем будет относительно простым – все благодаря тому, как они вращаются вокруг своей звезды. Открыты эти планеты были благодаря транзитному методу наблюдения. Используя мощный телескоп, ученые выследили, когда планеты проходили перед своим светилом, частично сокращая его яркость в наших наблюдательных приборах.
Астрономы предполагают наличие относительно комфортной температуры на этих планетах, вполне подходящей для того, чтобы на их поверхности могла образоваться вода.
И все же, несмотря на то что все экзопланеты этой системы рассматриваются в качестве потенциальных кандидатов в обитаемые миры, конкретно три планеты TRAPPIST-1 могут подходить на эту роль лучше всего, так как находятся в обитаемой зоне звезды. Эта область вокруг звезды, где на поверхности имеющихся землеподобных планет вода могла бы содержаться в жидкой форме.
Следы жизни на Марсе
Учёные уже давно установили, что в древности на поверхности Марса находились водоёмы, однако обнаружить следы микробиологической деятельности астрономам пока не удалось.
Также по теме
На пути к Марсу: «Роскосмос» начал переговоры с NASA о создании окололунной станции
Россия и США приступили к совместной работе по созданию окололунной станции Deep Space Gateway. Об этом заявил глава «Роскосмоса»…
Изучая химический состав древнего марсианского кратера Гейл, ровер Curiosity обнаружил бор, возраст которого составляет 3,8 млрд лет. Бор играет важную роль в образовании жизни на планете. Считается, что первые живые организмы состояли из отдельных нитей РНК — одноцепочечных копий ДНК, содержащих генетическую информацию. Однако ключевой составной элемент РНК — рибоза — довольно быстро разлагается в воде. Растворённый в воде бор стабилизирует рибозу, делая возможным формирование РНК.
Минералы, содержащие бор, ровер нашёл в переломах кратера, заполненных сульфатом кальция. По мнению учёных, если на Марсе когда-то существовала органическая жизнь, бор вполне мог привести к образованию РНК.
На дальнейшие поиски следов органики отправится миссия Mars Rover в 2020 году. Марсоход исследует несколько участков поверхности Красной планеты, где ранее могла существовать микробная жизнь, и, вероятно, поможет ответить на вопрос, есть ли жизнь на Марсе.
Планета Осирис HD— 209458 b
Осирис (Osiris) или HD 209458 b — экзопланета у звезды HD 209458 в созвездии Пегаса, находящаяся на расстоянии более 150 световых лет от Земли. HD 209458 b является одной из самых изученных экзопланет за пределами Солнечной системы.
Радиус Осириса близок к 100 000 километрам (в 1,4 раза больше радиуса Юпитера), в то время как масса составляет всего лишь 0,7 массы Юпитера (примерно 1,3·1024 тонн).
Учёные открыли шторм на планете. Предполагается, что там дует ветер из угарного газа (СО). Скорость ветра составляет примерно 2 км/с, или 7 тыс. км/ч (с возможными вариациями от 5 до 10 тыс. км/ч). Это означает, что звезда довольно сильно подогревает экзопланету, расположенную от неё на расстоянии всего 1/8 расстояния между Меркурием и Солнцем, и температура её обращенной к светилу поверхности доходит до 1000°C. Другая сторона, никогда не поворачивающаяся к звезде, значительно холоднее. Большая разница температур и вызывает сильные ветра.
Астрономам удалось установить, что Осирис представляет собой планету-комету, то есть от неё постоянно идёт сильный поток газов, которые сдувает с планеты излучение звезды. Прогнозируют, что при текущей скорости испарения она полностью будет уничтожена через триллион лет. Изучение шлейфа показало, что планета испаряется целиком — её покидают как лёгкие, так и тяжёлые элементы.
Моделирование атмосфер
Именно поэтому астрономы несколько лет назад решили провести специальные исследования. Они сосредоточили свои усилия на изучении возможности обитаемости планет системы TRAPPIST-1 в условиях мощного излучения в ультрафиолетовом диапазоне. Для этого они смоделировали три типа атмосфер. Одна была похожа на земную как по составу, так и по плотности. Другая имела тот же состав, но с плотностью в 10% от плотности атмосферы нашей планеты. Третья атмосфера совсем не имела кислорода. Чтобы оценить обитаемость планет при определенных дозах ультрафиолетового излучения, исследователи использовали показатели смертности бактерии Deinococcus radiodurans. Этот микроорганизм очень устойчив к высоким дозам радиации. И какой же был получен результат?
Если мы предположим, что TRAPPIST-1 излучает меньше ультрафиолетового излучения, чем Солнце (что маловероятно), все планеты в ее обитаемой зоне будут получать меньше ультрафиолетового излучения, чем Земля. Особенно те из них, которые имеют кислород в атмосфере. Благодаря озоновому слою. Но если излучение в ультрафиолетовой части спектра очень интенсивно, как предсказывают некоторые современные модели, все будет плохо. Даже если у планеты есть атмосфера с кислородом и озоном, но с плотностью 10% от плотности атмосферы Земли, планета TRAPPIST-1 d, например, получит в десять раз больше излучения, чем Земля!
Если же в атмосфере планеты не будет кислорода вовсе, уровень ультрафиолетового излучения, достигающего ее поверхности, будет в десятки тысяч раз выше, чем на Земле. И это однозначно приведет к ее полной стерилизации.
Атмосферы без толстых водородных слоев
Космическая красота.
Ученые уже подтвердили, что по меньшей мере две планеты в системе звезды TRAPPIST-1 (размер которой, если сравнить с нашим светилом, был бы с мячик для гольфа, а Солнце — для баскетбола) не полностью покрыты толстым слоем водорода — поэтому должны иметь твердую почву, как и Земля.
Хотя это и не выносит мозг, зато помогает исключить возможность того, что эти планеты — просто гигантские шары газа, следовательно, неспособные поддерживать жизнь. Газовые планеты часто попадаются на орбитах звезд таких размеров, и эти семь планет являются скорее исключением из общего правила. И значит, ученые допускают, что потенциально обитаемых планет во Вселенной может быть много больше, чем предполагалось.
«Конкурс» двойников
Планеты системы TRAPPIST-1 оказались не единственными в списке потенциально обитаемых землеподобных тел. В апреле астрономы открыли относительно небольшую каменистую планету LHS 1140b, находящуюся в созвездии Кита на расстоянии 40 световых лет от Земли.
LHS 1140b также расположена в зоне обитаемости. Расстояние от неё до звезды примерно в 11 раз меньше, чем от Земли до Солнца. Однако, несмотря на такую близость к своей звезде, планета получает очень мало света и тепла. По мнению учёных, LHS 1140b довольно тусклая и холодная, а климат на ней скорее напоминает марсианский, чем земной.
Большая масса планеты, в шесть раз превышающая земную, свидетельствует о том, что LHS 1140b состоит из твёрдых горных пород. Сила притяжения на её поверхности примерно в три раза выше, чем на Земле.
В ближайшие месяцы астрономы планируют изучить атмосферу LHS 1140b и понять, способна ли она поддерживать жизнь и сколько тепла от своей звезды планета получает в действительности.
В ноябре астрономы объявили об открытии ещё одного «брата» Земли Ross 128B — планеты, находящейся на расстоянии всего 11 световых лет от нас в созвездии Девы. По мнению учёных, Ross 128B получает достаточно света и тепла, поскольку расположена довольно близко к своей звезде. Год на этой планете длится чуть меньше десяти земных дней. Температура колеблется в пределах от -60 °C до +20 °C. Кроме того, со стороны Ross 128B радиотелескоп зарегистрировал странные сигналы, отличающиеся от всех известных. В их природе учёные разбираются до сих пор, не отбрасывая и гипотезу о деятельности представителей внеземных цивилизаций.
Эта система — в 40 световых годах от Земли — относительно близка к нам
Эта система очень далеко от нас.
Вселенная, во всей своей широченной славе, без сомнения, содержит множество планет, которые сильно похожи на планеты в системе TRAPPIST-1. Тем не менее мы крайне редко находим планеты так близко к нам.
40 световых лет — это, конечно, не ерунда, но и не запределье. Используя современные технологии, потребовалось бы 44 миллиона лет, чтобы пройти расстояние в 400 триллионов километров от Земли. Но в космических масштабах 40 световых лет — это очень мало, поэтому ученые смогут сделать выводы о нашей Солнечной системе и о планетарных системах, которые сложно «разглядеть», если возьмут за основу данные о системе TRAPPIST-1.
В идеале близость системы TRAPPIST-1 к Земле позволит ученым лучше понять, как карликовые планеты, астероиды, спутники, кометы и околозвездные диски формируются и взаимодействуют друг с другом.
Жизнь в системе TRAPPIST-1
В феврале NASA объявило об открытии за пределами Солнечной системы, в 39 световых годах от Земли, звезды TRAPPIST-1 и семи окружающих её землеподобных планет. Три из них находятся в зоне обитаемости, то есть на таком расстоянии от родительской звезды, что на их поверхности могут находиться запасы воды.
Масса звезды TRAPPIST-1 составляет всего 8% от массы Солнца, что по звёздным меркам крайне мало. Ранее астрономы предполагали, что у таких небольших звёзд могут находиться планеты, по размеру близкие к Земле, однако система TRAPPIST-1 стала первой, где их удалось обнаружить.
Учёные не исключают, что в недрах всех семи планет может скрываться вода в жидком состоянии. Однако, согласно прогнозам климатической модели, три внутренние планеты настолько горячие, что вода с их поверхности просто испарилась бы. Более того, мощное магнитное поле звезды изнутри плавит ближайшие к ней планеты. Скорее всего, на первых четырёх планетах, находящихся недалеко от TRAPPIST-1, условий для жизни нет. Однако три другие, располагающиеся в зоне обитаемости, остаются «нетронутыми» магнитным полем и высокой температурой. Поэтому астрономы не теряют надежды, что на них может существовать жизнь.
Формирование планет
Планеты сначала должны появиться.
Это открытие уже стало серьезной победой для науки, поскольку даже если эти планеты окажутся неблагоприятным для жизни, это открытие, без сомнения, предоставит ученым идеальный сценарий проверки широкого спектра гипотез.
Систему TRAPPIST-1 можно сравнить «не только с Землей и другими планетами нашей Солнечной системы», говорит Майкл Гиллон, но «с ней же самой».
Поскольку эти планеты, как полагают, образовались в одном протопланетарном диске (вращающемся диске плотного газа и пыли, окружающих недавно сформированную звезду), ученые уверены, что небольшие, но существенные различия в химическом составе и атмосфере каждой планеты обеспечат существенные подсказки касательно истории и эволюции планет.
Эту информацию, затем, можно будет использовать для лучшего анализа эволюции других планет, тем самым увеличивая наш собственный багаж знаний о Вселенной.
Раскаленный ад TRAPPIST-1b
Ближайшая к красному карлику планета TRAPPIST-1b вращается вокруг него по практически круговой орбите, совершая один оборот за 36 часов. Расстояние от нее до звезды составляет всего 1,7 млн км. То есть расстояние между ними меньше, чем между Каллисто и Юпитером.
По последним данным, TRAPPIST-1b имеет радиус на 12% больше земного. Однако масса ее практически такая же, как и у нашей планеты. Считается, что причиной этого является массивная атмосфера, которая значительно плотнее не только земной, но и венерианской. Поэтому температура на планете намного выше тех 118°C, до которых ее могла бы разогреть звезда.
Есть два основных предположения о составе атмосферы этой планеты. Первое из них заключается в том, что она состоит из углекислого газа. Тогда температура там может достигать 1180°C. Согласно второму, атмосфера TRAPPIST-1b преимущественно состоит из водяного пара — тогда температура на ней может достигать 1500°C. Хотя ученые больше склоняются к первому варианту.
В любом случае при таких температурах многие горные породы уже находятся в расплавленном состоянии. Кроме того, приливные силы звезды тормозят вращение ее спутника, и он всегда повернут к ней одной и той же стороной.
Инопланетная жизнь — какой она может быть?
Для большинства людей инопланетная жизнь — это то, что мы видим в фильмах и читаем в научно-фантастических книгах. Как правило, люди представляют инопланетян в виде зеленых человечков, гуманоидов с огромными глазами или даже механических монстров, которые обязательно передвигаются на летающей тарелке или сверхтехнологическом космическом корабле. Однако творчество режиссеров и писателей выходит далеко за рамки научных идей и открытий. Посмотрим, какие факторы способствуют существованию жизни.
известно, что наша Вселенная очень разнообразна и многогранна, если принять во внимание сложность эволюции человеческого вида, то можно предположить, что вероятность появления подобных форм жизни на других планетах ничтожна. Если где-то во Вселенной есть другие разумные существа, они, скорее всего, следовали другой ветви развития, отличной от нашей
Так что же такое «живое» существо? Берем за основу обычные признаки жизни, к которым относятся размножение и кормление. Таким образом, вирусы, инфекционные белки и кристаллы можно отнести к живым. В этом случае можно говорить о предельном значении вирусов, лежащих между границей живого и неживого. Сами по себе вирусы не могут размножаться, не имеют нормального метаболизма и нуждаются в клетке-хозяине для продолжения своего существования. Однако у вирусов есть гены, то есть их собственная ДНК и РНК, и они могут развиваться путем естественного отбора, что сближает их с людьми. Поскольку вирусы паразитируют в клетке, они проявляют большинство признаков жизни. Следовательно, можно провести грань между живыми и неживыми организмами.
Отсюда следует, что главная особенность жизни — это репликация ДНК — синтез дочерней молекулы. Исходя из этого фактора, мы уже можем отойти от банального образа зеленых человечков. Если у вирусов есть собственная ДНК, то любое вещество, по-видимому, может быть живым существом. То есть человек может столкнуться с инопланетной жизнью, но не сразу определить, что это так.
Ключевые факторы для существования жизни
Давайте попробуем полностью дистанцироваться от концепции земной жизни и рассмотрим концепцию жизни как таковую, потому что мы говорим об условиях бесконечного космоса и жизни на других планетах.
Физические факторы, способствовавшие возникновению жизни на Земле:
- температура на земной поверхности колеблется от -50 ° С до + 50 ° С;
- наличие большого количества воды (без воды не может быть жизни, но вода может быть и в твердом состоянии);
- тяжелые элементы в строении земного шара (металлы);
- наличие атмосферы и достаточного количества кислорода в ней (ученые в настоящее время не представляют себе, что существуют организмы, которые могут жить без вспомогательных элементов атмосферы под воздействием космического излучения);
- гравитация (влияет на рост живых организмов, сила скелета и мышц зависит от силы тяжести);
- защитный озоновый слой.
Варианты остаются
Конечно это не обязательно означает, что жизнь в таких мирах невозможна. Вода в океанах вполне сможет защитить микроорганизмы при таких условиях. Это означает лишь, что жить на поверхности такой планеты будет невозможно. Хотя есть один вариант. Жизнь могла бы укрываться на ночном полушарии такого мира. Если он, например, приливно заблокирован по отношению к звезде TRAPPIST-1.
Вывод, который можно сделать из проведенного исследования, таков: если Вы хотите выжить рядом с красным карликом, Вам лучше иметь над головой плотный озоновый слой.
Нам предстоит узнать еще много интересного о рентгеновском и ультрафиолетовом поведении красных карликов. А ведь это самые многочисленные и самые долгоживущие звезды во Вселенной. И именно возле них мы начинаем открыть множество потенциально пригодных для жизни планет. А ведь в ближайшие годы в нашем распоряжении появятся инструменты, способные обнаруживать атмосферы вокруг некоторых из потенциально пригодных для жизни планет. И мы наверняка сможем узнать ответ на вопрос – действительно ли жизнь может выжить в ультрафиолетовом аду звезды TRAPPIST-1?
Может ли на открытых экзопланетах быть жизнь?
Исследователи отмечают, что планеты системы TRAPPIST-1 могут находиться под влиянием приливных сил звезды. Это означает, что за один оборот вокруг звезды, планеты совершают один оборот вокруг своей оси, то есть планеты могут быть всегда повёрнуты к ней одной стороной. Это явление может негативно отражаться на их климате, тем самым делая планеты необитаемыми.
Также выяснилось, что планеты находятся в орбитальном резонансе (именно поэтому вначале телескоп зарегистрировал наложение сигналов). Такие процессы могут разогревать недра планет, тем самым вызывая высокую вулканическую активность. Подобные явления наблюдаются на спутнике Юпитера — Ио.
Как отмечалось выше, TRAPPIST-1 является довольно холодной звездой, но, благодаря близкому расположению планет, этот недостаток тепла может компенсироваться. Однако в 2016 году выяснилось, что ультрафиолетовое и рентгеновское излучение звезды приравнивается к Солнечному, поэтому значения радиации на поверхности планет могут превышать земные показатели. К тому же, такие звёзды как TRAPPIST-1 отличаются своей нестабильностью — частыми вспышками и выбросами протуберанцев. Из всего этого следует, что только своеобразный состав атмосферы планеты может сохранить её поверхность от разрушительного действия таких явлений.
Сравнение системы TRAPPIST-1 по отношению к Солнечной системе. Орбиты планет TRAPPIST-1 похожи на систему орбитальных спутников Юпитера (фото: NASA / JPL-Caltech)
Исходя из полученных данных, учёные делают вывод, что средние планеты — d, e и f — являются наиболее подходящими планетами для развития жизни. А планета f имеет достаточно мягкий и прохладный климат, в котором может существовать органика.
В дальнейшем планируется активное изучение системы TRAPPIST-1. Астрофизики других исследовательских групп уже подают заявки на использование телескопа «Хаббл», тем временем телескоп «Кеплер» собирает новые данные об этой системе. Также ожидаемым событием является запуск космического инфракрасного телескопа «Джеймс Уэбб», запланированный на следующий год. Телескоп оснащён огромным зеркалом (в 6 раз больше зеркала «Хаббла»). Исследователи считают, что с помощью этого телескопа удастся получить новые сведения о загадочной системе TRAPPIST-1.
Так выглядит поверхность планеты TRAPPIST-1f в воображении художника, ближайший кандидат на роль двойника Земли (фото: NASA/JPL-Caltech)
Спутник Европа
На Юпитере нет жизни, а вот на его спутнике — возможно
Один из спутников газового гиганта Солнечной системы, Юпитера. Еще один кандидат на роль обитаемого мира, потому что там есть вода, которая, по крайней мере согласно нашим теориям, может содержаться в жидком состоянии. Астрономы уверены, что Европа обладает всеми необходимыми компонентами для жизни: там есть вода, источники энергии и правильный химический состав среды. Вода, согласно нашим лучшим предположениям, скрывается под толстой ледяной коркой, составляющей поверхность Европы.
О возможности прямого исследования Европы ученые стали говорить относительно недавно. В начале этого года было объявлено, что в течение ближайших лет должна стартовать миссия Europa Clipper. В ее рамках к спутнику Юпитера будет отправлен космический аппарат, который будет исследовать и фотографировать поверхность Европы. Это будет происходить многократно. Ученые таким образом хотят получить возможность провести анализ особенностей спутника со всех сторон, а заодно и поискать на нем признаки жизни.
Четкое видение далеких миров
Мы всегда грезили такими местами.
Новообнаруженная система, вероятнее всего, станет ценной моделью для извлечения данных, которые позволят нам лучше понять планеты и галактики, расположенные дальше, особенно в контексте поиска жизни.
С помощью TRAPPIST-1 ученые проверят свои «страхи и желания на тему других планет, вращающихся возле очень холодных, очень легких М-карликовых звезд», говорит Сара Сигер, планетарный теоретик из Массачусетского технологического института.
В лучшем случае ученые найдут неопровержимые признаки жизни. В худшем случае — тоже хорошо: возможно, ученые не смогут определить, производится ли кислород на одной из планет системы TRAPPIST-1 формами жизни или нет. Это тоже довольно хорошие новости. Сигер уверяет нас, что единственный минус в том, что нам потребуется больше времени, чтобы найти источник.
Испаряющаяся планета — Kepler-1520b
Kepler-1520b — это планета, которую медленно «пытает смертной пыткой ее собственная звезда», занимающая половину небосклона. Астрономы обнаружили экзопланету, которая буквально испаряется на наших глазах, волоча за собой пыльный кометный хвост. Расположена на расстоянии около 2020 световых лет (620 парсек) от Земли в созвездии Лебедя.
Суть в том, что планета KIC 12557548 b вращается вокруг своей родительской звезды с около 14 % яркости Солнца с периодом обращения чуть более 12 часов, и это один из самых коротких обнаруженных орбитальных периодов. А это значит, что температура на ее поверхности слишком высока для существования скальных пород, минералов и даже для прогулок того парня, который носит шорты в зимнюю стужу.
Но и это еще не все. Видимо, Вселенная посмотрела на умирающую KIC 12557548 b, на ее плавящиеся горы, на реки магмы и решила, что этого ей недостаточно. На KIC 12557548 b видны колоссальные вулканические извержения буквально планетарного масштаба. Они настолько мощные, что пепел улетал бы в Космос, однако он испаряется из-за космического излучения, потому что улететь с KIC 12557548 b не может ничто.
Планеты TRAPPIST-1
Прежде всего, следует отметить плотную компоновку всех семи планет системы. Так если переместить все семь экзопланет в Солнечную систему, то они бы уместились между Меркурием и Землей. Подобное явление имеет место быть в силу так называемых гармонических резонансов орбит. Кратко говоря, орбитальные периоды всех экзопланет приблизительно равны целым отношениям 24/24, 24/15, 24/9, 24/6, 24/4, 24/3 и 24/2, а также кратны по отношению к соседней планете. Такие резонансы, как выяснили исследователи, являются основным требованием к существованию подобных плотных планетарных систем.
TRAPPIST-1 b
– имеет высокую температуру и низкую плотность. Последнее говорит о возможном наличии воды или других легких веществ.
TRAPPIST-1 b
- Масса — 0,79 ± 0,27 массы Земли
- Радиус — 1,086 радиуса Земли
- Плотность — 3,4 ± 1,2 г/см3 (средняя плотность Земли 5,51 г/см³)
- Температура — +127 °C или 400 K (средняя температура Земли около 14 °C или 287,2 К)
- Орбитальный период — 1,51087 дня
- Большая полуось — 0,011 а. е.
TRAPPIST-1 c
– имеет относительно высокую температуру и высокую плотность. Последнее говорит о повышенном количестве железа – более 50% массы.
TRAPPIST-1 c
- Масса — 1,63 ± 0,63 массы Земли
- Радиус — 1,056 ± 0,035 радиуса Земли
- Плотность — 7,63 ± 3,04 г/см3
- Температура — +68 °C или 342 K
- Орбитальный период — 2,4218 дня
- Большая полуось — 0,015 а. е.
TRAPPIST-1 d
– имеет плотность и температуру близкую к земным.
TRAPPIST-1 d
- Масса — 0,41 ± 0,27 массы Земли
- Радиус — 0,772 ± 0,030 радиуса Земли
- Плотность — 4,9 ± 3,3 г/см3
- Температура — +14,9 ± 5,6 °C или 288,0 ± 5,6 K
- Орбитальный период — 4,0496 дня
- Большая полуось — 0,0214 а. е.
TRAPPIST-1 e
– имеет низкую температуру и низкую плотность. Последнее говорит о наличии воды или более легких элементов в составе планеты. Однако в силу низкой температуры – вода на планете находится в твердом состоянии. Находится в зоне обитаемости.
TRAPPIST-1 e
- Масса – 0,24 (<0,80) массы Земли
- Радиус — 0,918 ± 0,039 радиуса Земли
- Плотность – 1,71 (<5,71) г/см3
- Температура — −21,9 ± 4,9 °C или 251,3 ± 4,9 K
- Орбитальный период — 6,0996 дня
- Большая полуось — 0,028 а. е.
TRAPPIST-1 f
– имеет низкую температуру и низкую плотность, может быть планетой-океаном. Находится в зоне обитаемости.
TRAPPIST-1 f
- Масса – 0,36 ± 0,12 массы Земли
- Радиус — 1,045 ± 0,038 радиуса Земли
- Плотность – 1,74 ± 0,61 г/см3
- Температура — −54,2 ± 4,2 °C или 2 219,0 ± 4,2 K
- Орбитальный период — 9,2067 дня
- Большая полуось — 0,0371 а. е.
TRAPPIST-1 g
– имеет очень низкую температуру и низкую плотность. Находится в зоне обитаемости.
TRAPPIST-1 g
- Масса – 0,566 ± 0,038 массы Земли
- Радиус — 1,127 ± 0,041 радиуса Земли
- Плотность – 2,18 ± 0,28 г/см3
- Температура — −74,6 ± 3,8 °C или 198,6 ± 3,8 K
- Орбитальный период — 12,353 дня
- Большая полуось — 0,0451 а. е.
TRAPPIST-1 h
– имеет очень низкую температуру, по подсчетам, получает столько же энергии от своей звезды, сколько пояс астероидов от Солнца. Вероятно, имеет чисто ледяной состав.
TRAPPIST-1 h
- Масса – 0,086 ± 0,084 массы Земли
- Радиус — 0,715 радиуса Земли
- Плотность – 1,27 (<2,54) г/см3
- Температура — −104,1 ± 4 °C или 169 ± 4 K
- Орбитальный период — 18,764 дня
- Большая полуось — 0,063 а. е.
Подводя итоги происходящего, следует отметить два факта:
- Вероятность существования жизни, или хотя бы жидкой воды, в данной планетарной системе все еще высока. Однако, теперь количество экзопланет, способных поддерживать жизнь не превышает трех.
- Система TRAPPIST-1 остается интересным объектом для исследователей по причине странного поведения самой звезды, которая, будучи молодой, иногда ведет себя совсем нехарактерно. Также интересным является плотная компоновка планет системы, которые не взаимодействуют между собой в силу орбитальных резонансов.
Водный мир TRAPPIST-1f
Как и две ее предшественницы, TRAPPIST-1f обращается внутри «зоны жизни» красного карлика. Но, несмотря на то, что ее оборот вокруг центральной звезды длится всего 9 суток, орбита ее лежит ближе к внешней границе области, где может существовать жидкая вода.
Это тело могло быть похожим на Марс, но его радиус примерно на 4% больше земного, а масса составляет лишь 68% от массы нашей планеты. При этом модели показывают, что около пятой его части должно приходиться на воду. То есть TRAPPIST-1f является океанидой, поверхность которой покрыта океаном глубиной в сотни километров.
Местное солнце могло бы нагреть планету только до -54°C. Но мощная гидросфера вместе с приливным захватом должны привести к испарению воды. Как следствие, там образовалась бы толстая атмосфера. Если это соответствует действительности, то температура на поверхности может быть значительно выше земной.
Как и в случае TRAPPIST-1e, ученые создали немало моделей этого мира, по-разному оценивающих его пригодность к жизни. Ожидается, что самой перспективной в этом плане должна быть зона терминатора — границы между ночным и дневным полушариями. Но если атмосфера планеты действительно плотная, то неравномерности климата могут быть выровнены, и вся она будет более или менее жизнепригодной.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t. me/ustmagazine