В феврале 2017 года астрономы из Европейской южной обсерватории (ESO) объявили об открытии семи скалистых планет вокруг соседней звезды TRAPPIST-1. Это не только самое большое количество планет, похожих на Землю, обнаруженных на сегодняшний день в одной звездной системе, но и новость была подкреплена тем фактом, что три из этих планет были обнаружены на орбите в обитаемой зоне звезды.
С того времени было проведено множество исследований, чтобы выяснить вероятность того, что эти планеты действительно обитаемы. Благодаря международной команде ученых, которые использовали Космический телескоп Хаббл чтобы изучить планеты системы, у нас теперь есть первые подсказки относительно того, существует ли вода (ключевой ингредиент жизни, как мы ее знаем) в любом из каменистых миров TRAPPIST-1.
Исследование группы под названием «Временная эволюция высокоэнергетического облучения и содержания воды на экзопланетах TRAPPIST-1» недавно появилось на кочка сайт. Во главе с швейцарским астрономом Винсентом Буррье из Обсерватории Женевы команда использовала спектрографический снимок космического телескопа Хаббла (STIS) для изучения количества ультрафиолетового излучения, которое получает каждая из планет TRAPPIST-1.
Как объяснил Бурриер в пресс-релизе Хаббла, это помогло им определить содержание воды на семи планетах системы:
«Ультрафиолетовое излучение является важным фактором в эволюции планет в атмосфере. Как и в нашей собственной атмосфере, где ультрафиолетовый солнечный свет разбивает молекулы на части, ультрафиолетовый звездный свет может разбивать пары воды в атмосферах экзопланет на водород и кислород ».
Как ультрафиолетовое излучение взаимодействует с атмосферой планеты, важно, когда дело доходит до оценки потенциальной обитаемости планеты. В то время как низкоэнергетическое ультрафиолетовое излучение вызывает фотодиссоциацию, процесс, при котором молекулы воды распадаются на кислород и водород, экстремальные ультрафиолетовые лучи (XUV-излучение) и рентгеновские лучи вызывают нагрев верхней атмосферы планеты, в результате чего водород и кислород побег.
Поскольку водород легче кислорода, он легче теряется в космосе, где можно наблюдать его спектры. Это именно то, что сделал Буррьер и его команда. Наблюдая за спектрами планет TRAPPIST-1 на наличие признаков потери водорода, команда смогла эффективно измерить содержание воды в них. Они обнаружили, что ультрафиолетовое излучение, испускаемое TRAPPIST-1, предполагает, что его планеты могли потерять довольно много воды за свою историю.
Потери были наиболее серьезными для самых внутренних планет - TRAPPIST-1b и 1c - которые получают наибольшее ультрафиолетовое излучение от своей звезды. На самом деле, по оценкам группы, эти планеты могли потерять более чем 20 земных океанов в течение истории системы, которая, по оценкам, имеет возраст от 5,4 до 9,8 миллиардов лет. Другими словами, эти внутренние планеты были бы сухими и совершенно определенно стерильными.
Тем не менее, эти же результаты также свидетельствуют о том, что внешние планеты системы потеряли значительно меньше воды с течением времени, что может означать, что они по-прежнему имеют большое количество на своих поверхностях. Это включает в себя три планеты, которые находятся в обитаемой зоне звезды - TRAPPIST-1e, f и g - что указывает на то, что эти планеты могут быть пригодными для обитания в конце концов.
Эти результаты подкрепляются расчетными показателями потерь воды и геофизического расхода воды, что также поддерживает идею о том, что более массивные и самые удаленные планеты сохранили большую часть своей воды с течением времени. Эти результаты очень важны, поскольку они дополнительно демонстрируют, что выброс и эволюция в атмосфере тесно связаны на планетах системы TRAPPIST-1.
Результаты также обнадеживают, поскольку предыдущие исследования, в которых рассматривались потери в атмосфере в этой системе, нарисовали довольно мрачную картину. К ним относятся те, которые указывают, что TRAPPIST-1 испытывает слишком много вспышек, что даже спокойные красные карлики со временем подвергают свои планеты интенсивному излучению, и что расстояние между TRAPPIST-1 и его соответствующими планетами будет означать, что солнечный ветер будет осаждаться непосредственно на их атмосфера.
Другими словами, эти исследования ставят под сомнение возможность того, смогут ли звезды, которые вращаются вокруг звезд типа М (красный карлик), сохранять свою атмосферу во времени - даже если бы они имели атмосферу и магнитосферу, подобную Земле. Как и Марс, это исследование показало, что атмосферные разрушения, вызванные солнечным ветром, неизбежно сделают их поверхности холодными, высушенными и безжизненными.
Короче говоря, это одна из немногих хороших новостей, которые мы получили с тех пор, как впервые было объявлено о существовании семи планет в системе TRAPPIST-1 (и трех потенциально обитаемых). Это также является положительным показателем того, насколько обитаемы системы звезд красного карлика. В последние годы многие из этих впечатляющих находок экзопланет имели место вокруг звезд красных карликов - то есть Proxima b, LHS 1140b, Gliese 581g, Gliese 625b и Gliese 682c.
Учитывая количество скалистых планет, которые были обнаружены на орбите этого типа звезд, и тот факт, что они наиболее распространены во Вселенной (на их долю приходится только 70% звезд только в Млечном Пути), зная, что они могут поддерживать обитаемые планеты конечно приветствуется! Но, конечно, Буррьер и его коллеги подчеркивают, что исследование не является окончательным, и необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, является ли какая-либо из планет TRAPPIST-1 действительно водной.
Как указал Буриер, это, скорее всего, будет связано с телескопами следующего поколения:
«Хотя наши результаты показывают, что внешние планеты являются лучшими кандидатами для поиска воды с помощью предстоящего космического телескопа Джеймса Вебба, они также подчеркивают необходимость теоретических исследований и дополнительных наблюдений на всех длинах волн для определения природы планет TRAPPIST-1 и их потенциальная пригодность для жилья. ”
Каменистые планеты вокруг самого распространенного типа звезд, потенциал удержания воды и 1 миллиард потенциальных планет только в Галактике Млечный Путь. Одно можно сказать наверняка: космический телескоп Джеймса Уэбба будет занят, когда он будет развернут в октябре 2018 года!
И обязательно ознакомьтесь с этой анимацией системы TRAPPIST-1, любезно предоставленной Л. Кальсада и ESO:
