Художник иллюстрирует вид с одной из семи планет, вращающихся вокруг красного карлика TRAPPIST-1, с несколькими другими мирами, видимыми ближе к маленькой тусклой звезде.
(Изображение: © Н. Бартманн / spaceengine.org / ESO)
Новое исследование предполагает, что на семи каменистых планетах, окружающих близлежащую звезду TRAPPIST-1, много воды - возможно, слишком много, чтобы делать из них хорошие ставки на всю жизнь.
Согласно исследованию, во всех мирах TRAPPIST-1, вероятно, на поверхности обитают воды сотен земных океанов, а самые влажные могут иметь в 1000 раз больше вещества, чем наша планета.
Удивительно, но это, вероятно, не очень хорошая новость для жизненного потенциала системы TRAPPIST-1, считают члены исследовательской группы. [Встречайте 7 экзопланет размером с Землю TRAPPIST-1]
«Слишком много воды может быть плохой вещью», - сказал Space.com ведущий автор Кейман Унтерборн, научный сотрудник Школы исследования Земли и космоса в Университете штата Аризона. «TRAPPIST-1 интересны, но, возможно, не на всю жизнь».
TRAPPIST-1 - это тусклая звезда красного карлика, которая находится на расстоянии 39 световых лет от Земли. Астрономы обнаружили три планеты, вращающиеся вокруг звезды в 2016 году, и еще четыре были объявлены годом позже. Каждый из семи миров, которые известны как TRAPPIST-1b, c, d, e, f, g и h, примерно такого же размера, как Земля. И три из инопланетных миров (e, f и g), как полагают, находятся в «обитаемой зоне» TRAPPIST-1 - той точно правильной области расстояний, где жидкая вода может существовать на поверхности планеты.
TRAPPIST-1 примерно в 2000 раз тусклее солнца, поэтому обитаемая зона красного карлика очень близка. Действительно, все семь планет TRAPPIST-1 лежат ближе к своей звезде, чем Меркурий к солнцу.
Все планеты TRAPPIST-1 были обнаружены «транзитным методом»; несколько разных инструментов заметили крошечные падения яркости, которые возникли, когда миры пересекли лицо их принимающей звезды. Величина этих провалов раскрыла размеры миров. А астрономы смогли оценить массы планет, хотя и не так точно, изучая, как их транзиты менялись со временем. (Эти изменения происходят, когда соседние планеты притягиваются друг к другу гравитационно.)
Имея в своем распоряжении информацию о массе и объеме, Унтерборн и его команда использовали компьютерные модели, чтобы лучше понять состав шести миров TRAPPIST-1. (Они не имели дела с TRAPPIST-1h, самой внешней планетой, потому что об этом недостаточно известно.)
Эта работа по моделированию показала, что в системе TRAPPIST-1 есть градиент влажности. Внутренние планеты b и c, вероятно, содержат около 10 процентов воды по массе, тогда как влажные вещества составляют, по меньшей мере, 50 процентов от более отдаленных f и g. Средние планеты d и e падают где-то посередине.
Все эти миры мокрые, даже на нижнем краю градиента. Для сравнения, Земля - это всего лишь 0,2 процента воды по массе. Действительно, планеты TRAPPIST-1 - это, вероятно, «водные миры», где нет земли, чтобы нарушить однообразие ветра и волн, сказал Унтерборн.
Если это действительно так, то шансы найти жизнь в системе могут быть невелики.
«В отсутствие открытых земель ключевые геохимические циклы, включая выброс углерода и фосфора в океанические резервуары из-за континентального выветривания, будут отключены, что ограничит размер биосферы», - пишут исследователи в новом исследовании, которое было опубликовано сегодня (март). 19) в журнале Nature Astronomy. «Как таковые, хотя эти планеты могут быть пригодными для обитания в классическом определении присутствия поверхностных вод, любая биосигнатура, наблюдаемая в этой системе, может не полностью отличаться от абиотических, чисто геохимических источников».
И вся эта вода может остановить некоторые ключевые геологические процессы, которые могут помочь жизни закрепиться, сказал Унтерборн. Например, камни в мантии Земли часто становятся жидкими после перемещения вверх в зону более низкого давления, где их температура плавления ниже. Но такое «расплавление декомпрессии» может происходить редко, если вообще происходит, в мирах TRAPPIST-1, потому что огромный вес вышележащих мировых океанов сильно увеличивает мантийное давление.
Без расплавленной скалы у поверхности не может быть вулканов (по крайней мере, не того, к которому мы привыкли здесь, на Земле). А без вулканов улавливающие тепло газы, такие как углекислый газ, могут испытывать затруднения при попадании в атмосферу - это означает, что планеты TRAPPIST-1 могли подвергаться эффекту «бегущего снежного кома», сказал Унтерборн. [Галерея: Странные Чужие Планеты]
Многие исследователи подчеркивают, что планеты, вращающиеся вокруг красных карликов, сталкиваются с другими проблемами обитаемости. Например, если эти миры вращаются достаточно плотно, чтобы находиться в обитаемой зоне, они почти наверняка «прикованы», то есть они всегда показывают одно и то же лицо своей родительской звезде. Таким образом, одна сторона таких планет может быть горячей, а другая - холодной. Эта проблема может быть смягчена наличием густой атмосферы, которая будет распространять тепло. Но красные карлики сжигают множество мощных вспышек, которые могут быстро лишить атмосферы миров обитаемой зоны.
Такие вопросы активно обсуждаются и изучаются, что неудивительно, учитывая преобладание красных карликов: около 75 процентов звезд Млечного Пути - красные карлики, поэтому они, вероятно, укрывают большую часть недвижимости галактики, пригодной для жилья или нет.
Новое исследование также проливает свет на формирование и развитие системы TRAPPIST-1. Например, все семь планет в настоящее время лежат внутри исконной «снежной линии» - точки, за которой она была достаточно холодной, чтобы вода оставалась замороженной, когда миры формировались. Но результаты команды предполагают, что планеты f, g и h фактически сформировались за этой границей и мигрировали вовнутрь. Планеты b и c, с другой стороны, объединились в изначальной снежной линии. (Непонятно, где TRAPPIST-1d и e родились в связи с этой линией, которая, по словам исследователей, вероятно, находится где-то между мирами новорожденных c и f.)
В целом, исследование показывает, что системы красных карликов, такие как TRAPPIST-1, не должны рассматриваться как просто миниатюрные версии нашей собственной солнечной системы, сказал Унтерборн; их планеты могут формироваться немного по-разному и / или в несколько разных временных масштабах.
«Понимание этого с точки зрения формирования планет и эволюции, я думаю, является - особенно для общественности - гораздо более мощным способом продажи TRAPPIST-1, чем жизнь», - сказал он. «Никому не нравится быть мокрым одеялом, которое говорит:« Ну, на самом деле, они не так уж хороши для жизни ». Но они действительно интересные, и нам нужно знать эти вещи, чтобы понять планеты, которые, вероятно, будут иметь жизнь ».
