В чём важность открытия НАСА звёздной системы TRAPPIST-1

в 14:55, , рубрики: Вселенная, космонавтика, космос, наса, Научно-популярное, экзопланеты

В чём важность открытия НАСА звёздной системы TRAPPIST-1 - 1

Вчера на Geektimes публиковалась новость о новом открытии НАСА: звездной системе с несколькими землеподобными планетами. Находится эта звездная планета не так далеко от нас: всего в 40 световых годах. Существующие технологии космических полетов все еще не позволяют человеку достичь объекта, находящегося от Земли на таком расстоянии. Но изучать эту звездную систему все же проще, чем большинство других открытых учеными звездных систем с экзопланетами, большинство из которых располагаются в сотнях, если не тысячах, световых годах от нашей Солнечной системы.

Всего в этой звездной системе семь планет, три из них расположены в зоне, где возможно существование воды в жидком виде. Остальные планеты TRAPPIST-1 находятся слишком далеко или слишком близко от Солнца. Соответственно, они либо представляют собой холодные миры, покрытые льдом, либо эти планеты слишком горячие для существования воды в жидком виде. Сейчас о системе TRAPPIST-1 появилось больше данных, так что можно уже лучше понять, с чем мы столкнулись.

Итак, о том, что у холодного и тусклого красного карлика с каталожным номером 2MASS J23062928-0502285 есть планетная система, ученые узнали не вчера. Об этом стало известно еще в мае 2016 года благодаря объединенной команде астрономов из Бельгии и США. Открытие было сделано с использованием роботизированного 0,6-метрового телескопа TRAPPIST (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope), расположенного в обсерватории ESO Ла-Силья в Чили. Три из семи планет были открыты транзитным методом, то есть их обнаружили при прохождении планет по диску звезды. По глубине затмения можно определить размер планеты, которая проходит по диску, что и было сделано.

В чём важность открытия НАСА звёздной системы TRAPPIST-1 - 2
Возможно, именно так выглядит поверхность планеты TRAPPIST-1f. Источник: НАСА

Планета Масса
(M)
Радиус
(R)
Период обращения
(дней)
Большая полуось
орбиты (а. е.)
Эксцентриситет
орбиты
Инсоляция
(I)
b 0,85±0,72 1,086 ± 0,035 1,51087081 ± 0,00000060 0,01111 ± 0,00034 < 0,081
c 1,38±0,61 1,056 ± 0,035 2,4218233 ± 0,0000017 0,01521 ± 0,00047 < 0,083
d 0,41±0,27 0,772 ± 0,030 4,049610 ± 0,000063 0,02144 ± 0,00065 < 0,070
e 0,62±0,58 0,918 ± 0,039 6,099615 ± 0,000011 0,02817 ± 0,00085 < 0,085
f 0,68±0,18 1,045 ± 0,038 9,206690 ± 0,000015 0,0371 ± 0,0011 < 0,063
g 1,34±0,88 1,127 ± 0,041 12,35294 ± 0,00012 0,0451 ± 0,0014 < 0,061
h 0,755 ± 0,034 ~20 ~0,063

Подробности открытия планет в системе TRAPPIST-1

В 2016 ученые, открывшие эту звезду, наблюдали несколько затемнений ее диска. Эти периодические явления были объяснены прохождением по диску планет, которые в этот момент оказываются между своей звездой и наблюдателем с Земли. После того, как астрономы рассказали об увиденном, они получили право использовать время телескопа NASA Spitzer в течение всей второй половины 2016 года. Ученые решили беспрерывно наблюдать за открытой системой в течение 20 дней. Spitzer и другие наземные телескопы позволили специалистам изучить 34 затемнения диска звезды — это даже больше, чем астрономы изначально рассчитывали.

В чём важность открытия НАСА звёздной системы TRAPPIST-1 - 3

После тщательного анализа был сделан вывод о существовании у красного карлика TRAPPIST-1 сразу семи землеподобных планет, что на данный момент — рекорд. Других звездных систем с таким количеством планет земного типа пока ученые не видели. Планеты получили обозначения TRAPPIST 1 b, c, d, e, f, g, и h. Дальнейшее изучение моментов прохождения экзопланет по диску звезды помогло выяснить размеры, характеристики орбит и массы планет в этой системе. Также ученые получили информацию о гравитационном влиянии планет друг на друга.

Что удалось узнать о звезде TRAPPIST и ее планетах

Звезда TRAPPIST-1 — красный карлик. Ее масса составляет всего 8% массы нашего светила, так что она лишь немногим больше Юпитера. К слову, красные карлики довольно распространены в нашей галактике, и составляют 15% от общего количества звезд во Млечном пути. Планеты звезды «упакованы» довольно плотно. Наиболее удаленная от своей звезды планета системы TRAPPIST 1 — h вращается на расстоянии 0,06 АЕ, наиболее близкая — на расстоянии 0,01 АЕ. Планеты Солнечной системы распределены более равномерно и находятся от Солнца гораздо дальше. Например, Меркурий расположен на расстоянии 0,39 АЕ, а ведь это самая близкая к звезде планета в нашей системе. Конечно, TRAPPIST 1 сравнивать с Солнечной системой нельзя, но этот факт примечателен.

Вероятно, планеты сформировались около 500 млн лет назад вместе со своей звездой. Все семь планет движутся по круговым орбитам в одном направлении.

Размер планет b, c, e, f, g сравним с размером Земли. Планеты d, h по характеристикам схожи с Марсом. Все семь планет — каменные, газовых гигантов в этой системе нет.

Исходя из того, сколько эти планеты получают от своей звезды энергии, можно предположить, что на поверхности трех из них (e, f, g) может существовать вода в жидком виде.

Есть и еще один важный момент. Звезда TRAPPIST 1 излучает столько же ультрафиолета и рентгеновских лучей, сколько и Солнце. При этом, как мы помним, планеты в этой системе находятся гораздо ближе к своей звезде, чем планеты Солнечной системы. Значит, они постоянно получают огромную дозу указанных типов излучения. Ученые предполагают, что все семь планет постоянно повернуты к своему светилу одной стороной, что снижает вероятность существования жизни.

Что остается неизвестным?

В общем-то, об этой системе предстоит узнать еще многое. Сейчас, к сожалению, ученые могут лишь предполагать многие вещи. Никто не знает, есть ли на поверхности одной или более планет в системе TRAPPIST 1 жидкая вода (реки, моря, океаны). Ее может и не быть. Например, Венера и Марс находятся на таком расстоянии от Солнца, когда есть возможность существования жидкой воды на поверхности. Но, как мы знаем, ни на Марсе, ни, тем более, на Венере водоемов с жидкой водой нет.

Тем более, неизвестно, есть ли там жизнь. Предполагать ее существование можно, но это вовсе необязательно. К сожалению, человек пока что так и не обнаружил жизни на других планетах даже в пределах собственной Солнечной системы, не говоря уже про экзопланеты.

Почему это важно?

После того, как НАСА объявило о проведении внеочередной пресс-конференции, в сети появилось множество слухов, включая предположения об обнаружении жизни на одной из экзопланет или планет Солнечной системы. После того, как специалисты агентства рассказали «всего лишь» о том, что почти рядом с нами есть семь земплеподобных планет, многие люди, те кто следил за новостями от НАСА, разочаровались.

На самом деле, открытие это — исключительно важное. Дело в том, что система TRAPPIST 1 идеально подходит для изучения происхождения и эволюции землеподобных планет. Наблюдение за этими экзопланетами поможет выяснить, почему Земля, Марс и Венера начали развиваться в равных условиях, а затем стали резко отличаться друг от друга.

«Это Розеттский камень, на котором есть информация сразу на семи различных языках — это семь разных планет, которые могут дать нам интересную информацию относительно формирования таких объектов», — говорит один из участников исследования.

Кроме того, изучение миров, подобных нашему, может привести к обнаружению внеземной жизни. Да, пока этого не произошло, но в будущем все возможно. Если человек все же обнаружит жизнь на других планетах, это позволит значительно расширить текущую картину мира.

Один из сотрудников НАСА, Роберт Фрост, предлагает сравнить значимость возможного открытия внеземной жизни с выходом некоего племени, тысячи лет жившего где-то в изоляции в пещерах, на другие земли. Здесь это племя впервые видит птицу и понимает, что формы жизни могут быть совсем иными, чем те, что они видели до сих пор. Затем племя видит рыбу, понимая, что есть и жизнь, которая живет в воде. Все это может изменить мироощущение и мировосприятие племени, приведя к кардинальным изменениям в его развитии.

То же можно сказать и о нашей современной цивилизации. Мы знаем лишь о жизни, основа которой — углерод. Форм этой жизни просто огромное количество, но углерод, если так можно выразиться — основа всего сущего. На других планетах человек ищет, в первую очередь, углеродную жизнь и проявления жизнедеятельности углеродных организмов.

Современные открытия ученых позволяют говорить о том, что Земля вовсе не уникальная планета. Есть и другие планеты, которые очень на нее похожи. На их поверхности могут быть теплые моря или океаны, там есть углерод, а значит, может существовать углеродная жизнь. Так это или нет — еще предстоит выяснить. Но вероятность вовсе не нулевая.

Изучение других звездных систем, обнаружение экзопланет дает ученым еще одну важную возможность — уточнение формулы Дрейка.

В чём важность открытия НАСА звёздной системы TRAPPIST-1 - 4

где:

  • N — количество разумных цивилизаций, готовых вступить в контакт;
  • R — количество звёзд, образующихся в год в нашей галактике;
  • f_p — доля звёзд, обладающих планетами;
  • n_{e} — среднее количество планет (и спутников) с подходящими условиями для зарождения цивилизации;
  • f_{l} — вероятность зарождения жизни на планете с подходящими условиями;
  • f_{i} — вероятность возникновения разумных форм жизни на планете, на которой есть жизнь;
  • f_{c} — отношение количества планет, разумные жители которых способны к контакту и ищут его, к количеству планет, на которых есть разумная жизнь;
  • L — время жизни такой цивилизации (то есть время, в течение которого цивилизация существует, способна вступить в контакт и хочет вступить в контакт).

Чем больше иных систем и планет в этих системах будет открывать человек, тем точнее будут вычисления по формуле. И тем выше может быть уверенность человека в том, что мы не одни во Вселенной, где-то есть и другие планеты, населенные живыми организмами. Какими они могут быть эти организмы — мы не знаем, но открытие НАСА звездной системы TRAPPIST-1 поможет это выяснить. Вполне может быть, это это и другие открытия радикально повлияют на развитие различных отраслей науки и на наше видение себя во Вселенной.

Сейчас ученые продолжают изучение обнаруженных экзопланет. В частности, специалисты стараются определить наличие отдельных компонент атмосферы планет. Один из способов сделать это — анализировать спектр излучения при прохождении планеты по диску своей звезды. Если спектральный анализ покажет наличие значительного количества воды в атмосфере, это позволит говорить о возможности существования озер, рек и морей на поверхности такой планеты. Следующий шаг — определение элементов и химических соединений, которые могут служить косвенным доказательством существования жизни. Это может быть, например, кислород. «Без жизни на Земле у нас бы вообще не было кислорода. Поэтому нам нужно определить, какие вещества искать», — говорит один из участников исследования.

Помочь ученым найти ответы на поставленные вопросы поможет, в частности, телескоп «Джеймс Уэбб». После запуска он сможет отслеживать огромное количество звездных систем и планет этих систем. К сожалению, запуск его планируется осуществить лишь через год. И тогда у НАСА появится возможность уточнить некоторые характеристики TRAPPIST-1 и планет, вращающихся вокруг этой небольшой звезды.

Автор: marks

Источник

Поделиться