I motsats till "meddelanden" från många ryska medier har inget främmande liv upptäckts. Det verkliga antalet potentiellt bebodda planeter i TRAPPIST-1-systemet är dock inte tre utan sju. Men nästan säkert alla är ännu inte bebodda.
Gårsdagens nyheter om upptäckten av ett system med sju jordliknande planeter nära en ultrakold röd dvärg, 40 ljusår bort, var en riktig sensation. Och det väcker ett antal mycket svåra frågor. Hur är det att en röd dvärg har så många fasta planeter? Varför kramas de så nära varandra att tre av dem föll i den formella livsmiljönzonen på en gång? Hur många av dem är faktiskt i det? Och finns det hav?
Sju planeter är bara en lägsta poäng
Publikationen i Nature om detta ämne är fylld med oväntade detaljer. Till exempel är sju planeter faktiskt en mycket blygsam uppskattning. Den huvudsakliga källan till ny information om deras nummer är rymdteleskopet Spitzer, och det användes endast för en tjugo-dagars observationscykel. Transitdetektering kräver minst en passage av exoplaneten mellan skivan och den markbundna observatören. Om en stjärna har fler planeter, men deras år varar längre än 20 jorddagar, kunde de inte ses på detta sätt. För att klargöra frågan tog det mycket längre tid att observera. Låt oss ta solsystemet: för att hitta jorden med transitmetoden skulle det vara bra för främmande astronomer att titta på solskivan i ett år. Och att se den hypotetiska nionde planeten - från 10 till 20 tusen år. Om de hade observerat 20 dagar skulle de inte ha upptäckt ens Merkurius. Därför är de nya sju planeterna devad som var lättast att hitta, och inte hela planetbefolkningen i ett avlägset system.
Ett så stort antal planeter är inte så vanligt, eftersom TRAPPIST-1 är 12 gånger lättare än solen. Ja, det finns mer tunga element (109% av solnivån). Fasta planeter och kärnorna i gasjättarna är "gjorda" av dem. Så med en sådan "metallisk" komposition är multiplanetaryism inte förvånande. En annan sak är slående: vanligtvis visar röda dvärgar inte så "metallicitet". I detta avseende är stjärnan helt atypisk, uppenbarligen uppstod den i ett område som är onormalt mättat med tunga element.
Tätheten är som i en gemensam lägenhet - och det är bra
Kampanjvideo:
Den första planeten i systemet, TRAPPIST-1b, ligger cirka 1,6 miljoner kilometer från sin stjärna (fyra avstånd från jord till mån), och den sjunde planeten, TRAPPIST-1h, är mindre än 10 miljoner kilometer. Detta är inte ett planetsystem utan en "gemensam lägenhet" där planeten är tio gånger högre än vår. Jupiters månar ligger på ett avstånd av upp till 30 miljoner kilometer från deras planet, och i själva verket är dess allvar mycket svagare. Författarna till verket tror att planeterna i en sådan täthet helt enkelt inte kunde uppstå, de skulle inte ha tillräckligt med material för den protoplanetära disken. För de stora satelliterna i Jupiter visades det för en lång tid sedan att de uppstod längre från planeten än de är nu och sedan migrerade gradvis till den.
Att TRAPPIST-1-exoplaneter är migranter är ett mycket gott tecken. Under de första tiotals miljoner år av existens kan en röd dvärg producera mycket starka facklor, riva av och transportera bort från planeterna ljuselement, atmosfären och hydrosfären - något utan vilket det inte kommer att finnas något jordlivet. De upptäckta sju himmelkropparna undkom detta öde genom att spendera sin "ungdom" i säkrare avlägsna banor.
Tre bebodda, sju eller fler?
Författarna till artikeln i Nature försökte vara mycket måttliga i sina bedömningar. De ansåg att endast TRAPPIST-1e, f och g befinner sig i systemets beboelige zon, som får 0,66, 0,38 och 0,26 från strålningen som jorden får från stjärnan. TRAPPIST-1e är 20% lägre än jorden, f är 40% och g är 6%. Det vill säga, de innehåller alla fler ljuselement, gaser och eventuellt vatten. En tätare atmosfär behåller värmen bättre. Tidvattenseffekten av en närliggande stjärna på planeter och planeter på varandra värmer dessutom upp sina kärnor. På grund av detta finns det ofta vulkanutbrott och ett högre värmeflöde från planetens centrum. Så trots den låga belysningen kommer livet där, i teorin, inte att frysa.
Men de tre första planeterna får 4,25, 2,27 och 1,14 gånger mer strålning från sin stjärna. Om dagens jord var ännu 14% varmare, skulle haven snabbt koka. Man bör dock inte jämföra villkoren i en "gemensam lägenhet" nära TRAPPIST-1-stjärnan och i en "anständig lägenhet" (nära solen). TRAPPIST-1 sju öppna planeter är tidvatten. Det vill säga, de tittar alltid på stjärnan med ena sidan och visar den andra för resten av kosmos.
Planetforskare har länge simulerat förhållanden på sådana exotiska planeter. Och det visar sig att om det inte finns några särskilt täta atmosfärer, då är det varmt på dagssidan, kallt på nattsidan och på terminatorn, med sin eviga gryning, är förhållandena mellanliggande. Detta innebär att de tre första planeterna mycket väl kan ha flytande vatten på ytan i området för terminatorerna, vilket forskarna ärligt talar om.
Av samma anledning kan den sjunde planeten vara "levande". Ja, hon får bara 0,13 av den energi som når jorden. Men på dagssidan betyder det 0,26 av jordnivån. Med en tjock atmosfär och en kärna uppvärmd av tidvatteninteraktion är detta mycket. Författarna antar att om det finns väte i planetens atmosfär (en mycket effektiv växthusgas), så kommer det att finnas flytande vatten på ytan även med låg isolering.
Som vi kan se, för en planet som evigt tittar på sin sol, är begreppet "beboelig zon", det vill säga ett sådant avstånd från stjärnan, där livet är möjligt, fortfarande ganska vagt. På dagssidan är det en, på nattsidan, en annan, på terminatorn - den tredje. Endast med en mycket tät atmosfär, som den på Titan, kommer temperaturen att jämnas ut vid alla punkter på exoplanets yta.
Utan att lära sig mer om atmosfärerna i nya världar kommer det att vara svårt att fastställa livsmiljözonerna där. En sak är säker: uppskattningen av "tre potentiellt bebodda" är den lägsta möjliga. I praktiken kan det finnas sju av dem, och kanske mycket mer. Det är välkänt att planeter kan ha mycket stora satelliter, där (samma Titan) atmosfären är tätare än jordens och haven är också ganska omfattande. Nästa teleskop behövs för att bättre lära sig om satelliterna på dessa sju planeter, och fram till dess kan inte livet uteslutas där.
Sju världar: knappt grön, knappt is
På jorden är grön vegetation förknippad med livet. Detta var emellertid inte alltid fallet - mer nyligen var fotosyntetiska organismer på vår planet mycket ofta röda (lila bakterier). Om TRAPPIST1 har sin egen vegetation på exoplaneter är det osannolikt att vi kommer att gilla den i utseende. 95% av strålningsenergin i en röd dvärg ligger i den infraröda delen av spektrumet. Lokala växter måste använda den och de kommer också att återspegla den icke-gröna delen av det synliga spektrumet för att undvika överhettning. Bland astrobiologer är frågan om vilken färg som kommer att vara fortfarande kontroversiell, men de flesta talar om svart eller rött eller deras kombinationer.
Det finns dock några goda nyheter. Iskappar är praktiskt taget inte bildade på sådana världar. Isen på jordens poler smälter inte på sommaren bara för att den reflekterar ljus bra. I den infraröda delen av spektrumet absorberar isen nästan allt, så där måste den smälta mycket snabbt. Det betyder att början av vanliga istiden, som på jorden under de senaste miljoner åren, är extremt osannolik där.
Ska du leta efter främmande pennavänner?
Som ni vet bör en session med svart magi följas av dess exponering. Här är det: du ska inte skicka radiosignaler dit. Stjärnans ålder TRAPPIST-1 är enligt astronomer bara 500 miljoner år, och en del av den tiden har planeterna tillbringat mycket längre från sin stjärna än de är nu. Detta betyder att det i detta planetsystem helt enkelt är för tidigt att vänta på uppkomsten av komplexa liv, eller till och med livet i allmänhet. Jorden blev enligt dagens koncept en bebodd planet för 3,5–3,8 miljarder år sedan, 0,7-1,0 miljarder år efter dess bildning. Det mest radikala datum som framförts är 4,1 miljarder år sedan. Det är osannolikt att en radio uppfanns där på 100 miljoner år.
Potentiellt är systemet 40 ljusår bort mycket, mycket lämpligt för livet, men det är förmodligen för tidigt att hoppas på kontakt med dess invånare. Men deras framtid ser mer säker ut än vår. Den röda dvärgen är mindre massiv än de gula (solen) och lever därför mycket längre. Jordens hav kommer att koka bort om ett par miljarder år, och sedan blir solen en vit dvärg. Medan TRAPPIST-1 kommer att kunna skina på rätt sätt för invånarna i sitt system under ytterligare 4-5 biljoner år - tusen gånger längre än tiden för det jordiska livet.
Lysyakov Ivan
