2017. gada februārī pasaule bija pārsteigta, uzzinot, ka astronomi - izmantojot datus no Čīles TRAPPIST teleskopa un Špicera kosmiskā teleskopa - TRAPPIST-1 sistēmā ir identificējuši septiņu akmeņainu eksoplanētu sistēmu. It kā tas nebūtu pietiekami iedrošinošs eksoplanētu entuziastiem, bet tika arī norādīts, ka trīs no septiņām planētām, kuras riņķo ap zvaigžņu apļveida apdzīvojamā zonā (pazīstamas arī kā “Goldilocks Zone”).
Kopš tā laika šī sistēma ir bijusi nozīmīgu pētījumu un turpmāku pētījumu uzmanības centrā, lai noteiktu, vai kāda no tās planētām varētu būt apdzīvojama. Šajos pētījumos būtisks ir jautājums par to, vai planētu virsmām ir šķidrs ūdens. Bet saskaņā ar jaunu amerikāņu astronomu komandas pētījumu TRAPPIST planētām patiesībā var būt pārāk daudz ūdens, lai uzturētu dzīvību.
Nesen žurnālā parādījās pētījums ar nosaukumu “TRAPPIST-1 planētu iekšējā migrācija, kas izriet no to kompozīcijām, kas bagātas ar ūdeni” Dabas astronomija. Pētījumu vadīja Kaimans T. Unterborns, Zemes un kosmosa izpētes skolas (SESE) ģeologs, un tajā piedalījās Stīvens Dž. Deshs, Alejandro Lorenzo (arī no SESE) un Natālija R. Hinkela - Vanderbiltas universitātes astrofiziķi. , Nešvilla.
Kā minēts, ir veikti vairāki pētījumi, kuru mērķis ir noteikt, vai kāda no TRAPPIST-1 planētām varētu būt apdzīvojama. Un, lai gan daži ir uzsvēruši, ka viņi ilgi nevarēs turēties pie savas atmosfēras sakarā ar to, ka viņi riņķo ap zvaigzni, kas ir mainīga un ir pakļauta uzliesmošanai (tāpat kā visi sarkanie punduri), citi pētījumi ir atraduši pierādījumus, ka sistēma varētu Esiet bagāts ar ūdeni un ideāli piemērots dzīves maiņai.
Lai veiktu pētījumu, komanda izmantoja iepriekšējo apsekojumu datus, kas mēģināja ierobežot TRAPPIST-1 planētu masu un diametru, lai aprēķinātu to blīvumu. Liela daļa no tā nāca no datu kopas ar nosaukumu Hypatia Catalog (izstrādājis autors Hinkel), kurā tiek apvienoti dati no vairāk nekā 150 literāriem avotiem, lai noteiktu zvaigžņu pārpilnību mūsu Saules tuvumā.
Izmantojot šos datus, komanda izveidoja masas rādiusa kompozīcijas modeļus, lai noteiktu katras TRAPPIST-1 planētas gaistošo saturu. Viņi pamanīja, ka TRAPPIST planētas parasti ir vieglas akmeņainiem ķermeņiem, norādot uz lielu gaistošo elementu (piemēram, ūdens) saturu. Līdzīgi zema blīvuma pasaulēs gaistošo komponentu parasti uzskata par atmosfēras gāzēm.
Bet kā Unterborns paskaidroja nesenajā SESE ziņu rakstā, planētas TRAPPIST-1 ir atšķirīgs jautājums:
“TRAPPIST-1 planētu masa ir pārāk maza, lai turētu pietiekami daudz gāzes, lai izveidotu blīvuma deficītu. Pat ja viņi spētu noturēt gāzi, nepieciešamais daudzums blīvuma deficīta kompensēšanai planētu padarītu daudz duļķīgāku nekā mēs redzam. ”
Sakarā ar to Unterborns un viņa kolēģi noteica, ka zema blīvuma komponentam šajā planētu sistēmā jābūt ūdenim. Lai noteiktu, cik daudz ūdens tur bija, komanda izmantoja unikālu programmatūras pakotni, kas izstrādāta ar nosaukumu ExoPlex. Šī programmatūra izmanto vismodernākos minerālfizikas kalkulatorus, kas ļāva komandai apvienot visu pieejamo informāciju par TRAPPIST-1 sistēmu - ne tikai atsevišķu planētu masu un rādiusu.
Viņi atrada, ka iekšējās planētas (b un c) bija “sausāki” - ar masas saturu mazāk nekā 15% ūdens -, savukārt ārējās planētas (f un g) ūdens masā bija vairāk nekā 50%. Salīdzinājumam - Zemei ir tikai 0,02% ūdens masas, kas nozīmē, ka šīm pasaulēm ir ekvivalents simtiem Zemes lieluma okeānu. Būtībā tas nozīmē, ka TRAPPIST-1 planētām var būt pārāk daudz ūdens, lai dzīvību uzturētu. Kā Hinkel paskaidroja:
“Mēs parasti domājam, ka uz planētas ir šķidrs ūdens kā veids, kā sākt dzīvi, jo dzīve, kā mēs to zinām uz Zemes, sastāv galvenokārt no ūdens un prasa, lai tā dzīvotu. Tomēr planētai, kas ir ūdens pasaule, vai arī planētai, kurai nav virsmas virs ūdens, nav svarīgu ģeoķīmisko vai elementāro ciklu, kas ir absolūti nepieciešami dzīvībai. ”
Šie atradumi neliecina par labu tiem, kuri uzskata, ka M veida zvaigznes, visticamāk, ir apdzīvojamās planētas mūsu galaktikā. Sarkanie punduri ir ne tikai visizplatītākais zvaigžņu tips Visumā, un tie veido 75% Zvaigžņu tikai Piena ceļa galaktikā, un vairākām, kas ir salīdzinoši tuvu mūsu Saules sistēmai, ir arī viena vai vairākas akmeņainas planētas, kas ap tām riņķo.
Neatkarīgi no TRAPPIST-1, tie ietver super Zemes, kas atklātas ap LHS 1140 un GJ 625, trīs klinšainās planētas, kas atklātas ap Gliese 667, un Proxima b - mūsu Saules sistēmai vistuvāk eksoplanetu. Turklāt 2012. gadā ESO La Silla observatorijā, izmantojot HARPS spektrogrāfu, tika atklāts, ka Piena ceļā varētu būt miljardiem klinšu planētu, kas riņķo sarkano punduru zvaigžņu apdzīvojamās zonās.
Diemžēl šie jaunākie atklājumi norāda, ka sistēmas TRAPPIST-1 planētas nav labvēlīgas dzīvībai. Turklāt viņiem, iespējams, nepietiks dzīves, lai radītu bioparakstus, kas būtu novērojami viņu atmosfērā. Turklāt komanda arī secināja, ka planētām TRAPPIST-1 ir jābūt tēvam, kas atrodas prom no savas zvaigznes, un laika gaitā ir migrējis uz iekšu.
Tas tika pamatots ar faktu, ka ar ledu bagātās TRAPPIST-1 planētas bija daudz tuvāk viņu zvaigznes attiecīgajai “ledus līnijai” nekā sausākas. Jebkurā Saules sistēmā planētas, kas atrodas šajā līnijā, būs akmeņainākas, jo to ūdens iztvaiko vai kondensējas, veidojot okeānus uz to virsmām (ja ir pietiekama atmosfēra). Aiz šīs līnijas ūdens būs ledus formā, un to var akrētēt, veidojot planētas.
Pēc viņu veiktajām analīzēm komanda noteica, ka planētām TRAPPIST-1 jābūt izveidojušās aiz ledus līnijas un migrējušas pret viņu uzņemošo zvaigzni, lai uzņemtos pašreizējās orbītas. Tomēr, tā kā ir zināms, ka M veida (sarkanā pundura) zvaigznes ir spilgtākās pēc pirmās formas un laika gaitā blāvas, ledus līnija arī būtu pārvietojusies uz iekšu. Kā skaidroja līdzautors Stīvens Dešs, tas, cik tālu planētas migrēja, būs atkarīgs no tā, kad tās būs izveidojušās.
"Jo agrāk planētas izveidojās, jo tālāk no zvaigznes tām vajadzēja izveidoties, lai būtu tik daudz ledus," viņš sacīja. Balstoties uz to, cik ilgs laiks ir vajadzīgs klinšaino planētu veidošanai, komanda lēsa, ka planētām sākotnēji jābūt divreiz tālāk no savas zvaigznes nekā tagad. Lai gan ir arī citas norādes, ka laika gaitā šīs sistēmas planētas migrēja, šis pētījums ir pirmais, kas kvantitatīvi noteica migrāciju un izmantoja sastāva datus, lai to parādītu.
Šis pētījums nav pirmais, kas norāda, ka planētas, kas riņķo ap sarkanām punduru zvaigznēm, patiesībā var būt “ūdens pasaules”, kas nozīmētu, ka klinšainās planētas ar kontinentu virsmām ir salīdzinoši reta lieta. Tajā pašā laikā tika veikti citi pētījumi, kas norāda, ka šādām planētām, visticamāk, būs grūti noturēt atmosfēru, norādot, ka tās ilgi nepaliks ūdens pasaulēs.
Tomēr, kamēr mēs nevarēsim labāk aplūkot šīs planētas - kas būs iespējams, izvietojot nākamās paaudzes instrumentus (piemēram, Džeimsa Veba kosmiskais teleskops) - mēs būsim spiesti teorēt par to, ko mēs nezinām, balstoties uz to, ko mēs darām. Lēnām uzzinot vairāk par šīm un citām eksoplanetām, tiks pilnveidota mūsu spēja noteikt, kur mums jāmeklē dzīvība ārpus Saules sistēmas.
