Ілюстрація художника погляду з однієї з семи планет, що обертаються навколо червоного карлика TRAPPIST-1, а кілька інших світів видно ближче до маленької тьмяної зірки.
(Зображення: © N. Bartmann / spaceengine.org / ESO)
У семи скелястих планетах, що об’їжджають сусідню зірку TRAPPIST-1, є багато води, нове дослідження пропонує - можливо, занадто багато, щоб зробити їх хорошими ставками на все життя.
Згідно з дослідженням, усі світи TRAPPIST-1, ймовірно, містять сотні водних океанів Земного океану на своїх поверхнях, а найбільш вологі з них можуть мати в 1000 разів більше, ніж наша планета.
Дивно, але це, мабуть, не чудова новина для життєвого потенціалу системи TRAPPIST-1, заявили члени дослідницької групи. [Знайомтесь із 7 екзопланетами розміру Землі TRAPPIST-1]
"Занадто багато води може бути поганою справою", - розповів Space.com провідний автор Кайман Унтерборн, докторантура в Школі досліджень Землі та космосу Державного університету Арізони. "TRAPPIST-1 цікаві, але, можливо, не на все життя".
TRAPPIST-1 - тьмяна червона карликова зірка, що лежить приблизно за 39 світлових років від Землі. Астрономи виявили три планети, що кружляють зіркою у 2016 році, а ще чотири були оголошені через рік. Кожен із семи світів - відомий як TRAPPIST-1b, c, d, e, f, g і h - приблизно такого ж розміру, як і Земля. І три чужорідні світи (e, f і g), як вважається, лежать у "житловій зоні" TRAPPIST-1 - тому правильному діапазоні відстаней, де рідка вода могла б існувати на поверхні планети.
TRAPPIST-1 приблизно в 2000 разів тьмяніше сонця, тому зона проживання червоного гнома дуже близька. Дійсно, всі сім планет TRAPPIST-1 лежать ближче до своєї зірки, ніж Меркурій до сонця.
Усі планети TRAPPIST-1 були виявлені "транзитним методом"; декілька різних інструментів помітили крихітні пониження яскравості, які виникали, коли світи перетинали обличчя зірки їх господаря. Величина цих занурень виявила розміри світів. І астрономи змогли оцінити масу планет, хоча і не настільки точно, вивчивши, як змінився їхній транзит у часі. (Ці зміни трапляються, коли сусідні планети тягнуться одна до одної гравітаційно.)
Маючи цю інформацію про масу та обсяг, Unterborn та його команда використовували комп’ютерні моделі, щоб краще зрозуміти склад шести країн світу TRAPPIST-1. (Вони не мали справу з TRAPPIST-1h, найвіддаленішою планетою, тому що про це відомо недостатньо.)
Ця модель моделювання припустила, що в системі TRAPPIST-1 є градієнт вологості. Найпотаємніші планети, b і c, ймовірно, становлять близько 10 відсотків води за масою, тоді як вологі речовини складають щонайменше 50 відсотків більш віддалених f і g. Середні планети d і e потрапляють десь посередині.
Усі ці світи намокають мокрими, навіть на нижньому кінці градієнта. Для порівняння, Земля складає всього 0,2 відсотка води за масою. Дійсно, планети TRAPPIST-1 - це, ймовірно, "водні світи", у яких немає землі, яка б порушила монотонність вітру і хвиль, сказав Нетерборн.
Якщо це дійсно так, шанси знайти життя в системі можуть бути не великими.
"Без оголених земель ключові геохімічні цикли, включаючи викид вуглецю і фосфору в океанські водоймища від континентального вивітрювання, будуть приглушені, тим самим обмежуючи розміри біосфери", - написали дослідники в новому дослідженні, яке було опубліковано сьогодні в мережі (березень 19) у журналі Nature Astronomy. "Як такі, хоча ці планети можуть бути заселені в класичному визначенні присутності поверхневих вод, будь-яка біосигнатура, що спостерігається в цій системі, не може бути повністю відмінна від абіотичних, суто геохімічних джерел".
І все це може закрити деякі ключові геологічні процеси, які допоможуть життю закріпитися, сказав Нетерборн. Наприклад, гірські породи в мантії Землі часто стають рідкими після переміщення вгору до зони нижчого тиску, де їх температура плавлення нижча. Але таке "декомпресійне плавлення" може траплятися рідко, якщо взагалі трапляється у світах TRAPPIST-1, тому що величезна вага вищезазначених світових океанів настільки сильно підсилює тиск мантії.
Без розплавленої скелі біля поверхні не може бути вулканів (принаймні, не таких, як ми звикли тут на Землі). І без вулканів гази, що захоплюють тепло, такі як вуглекислий газ, можуть важко потрапити в атмосферу - це означає, що планети TRAPPIST-1 могли зазнати впливу "збитої сніжної кулі", сказав Нетерборн. [Галерея: Найстрашніші чужі планети]
Багато дослідників підкреслюють, що планети, що обертаються навколо червоних карликів, стикаються з іншими проблемами житла. Наприклад, якщо ці світи орбіти досить щільно, щоб опинитися в житловій зоні, вони майже напевно "впорядковано заблоковані", тобто вони завжди показують однакове обличчя перед батьківською зіркою. Так, одна сторона таких планет може кипіти гарячою, а інша - холодною. Цю проблему можна було б усунути за рахунок наявності густої атмосфери, яка циркулювала б тепло. Але червоні гноми вистрілюють безліч потужних спалахів, які можуть швидко позбавити атмосферу житлових зон.
Такі питання широко обговорюються та вивчаються, що не дивно, враховуючи поширеність червоних карликів: Близько 75 відсотків зірок Чумацького шляху - це червоні карлики, тому вони, ймовірно, містять більшу частину нерухомості галактики, заселену чи іншим чином.
Нове дослідження також проливає світло на формування та еволюцію системи TRAPPIST-1. Наприклад, усі сім планет в даний час лежать всередині споконвічної "снігової лінії" - точки, за якою було досить холодно, щоб вода морозилася, коли світи формувались. Але результати команди говорять про те, що планети f, g і h насправді сформувались поза цією межею і з часом мігрували всередину. Планети b і c, з іншого боку, зрослися всередині первісної снігової лінії. (Незрозуміло, де народилися TRAPPIST-1d і e стосовно цієї лінії, яка, на думку дослідників, ймовірно розташована десь між світами новонароджених c і f.)
В цілому, дослідження показує, що червоні карликові системи, такі як TRAPPIST-1, не слід розглядати як просто мініатюрні версії нашої власної Сонячної системи, сказав Unterborn; їх планети можуть утворюватися дещо по-різному та / або в дещо різних часових масштабах.
"Розуміння цього з точки зору планетарної формації та еволюції, я думаю, для громадськості - це набагато більш потужний спосіб продажу TRAPPIST-1, ніж життя", - сказав він. "Ніхто не любить бути мокрою ковдрою, яка каже:" Ну, насправді, вони не такі великі для життя ". Але вони дійсно цікаві, і нам потрібно знати ці речі, щоб зрозуміти планети, які, ймовірно, матимуть життя ".
