Противно на „съобщенията“на много руски медии, не е открит извънземен живот. Реалният брой потенциално обитаеми планети в системата TRAPPIST-1 обаче не е три, а седем. Въпреки това почти сигурно всички те все още не са обитавани.
Вчерашната новина за откриването на система от седем планети, подобни на Земята в близост до ултра студено червено джудже на 40 светлинни години, беше истинска сензация. И повдига редица много трудни въпроси. Как става така, че едно червено джудже има толкова много солидни планети? Защо се сгушват толкова тясно заедно, че трима от тях попаднаха в официалната зона на местообитание наведнъж? Колко от тях всъщност са в него? И има ли океани?
Седем планети са само минимален резултат
Публикацията в Nature по тази тема е пълна с неочаквани подробности. Например седем планети всъщност са много скромна оценка. Основният източник на нови данни за техния брой е космическият телескоп Шпицер и той е използван само за един двадесетдневен цикъл на наблюдение. Откриването на транзит изисква поне един проход на екзопланетата между диска и наземния наблюдател. Ако една звезда има повече планети, но годината им трае повече от 20 земни дни, тогава те не биха могли да се видят по този начин. За да се изясни проблемът, беше необходимо много повече време да се наблюдава. Нека вземем Слънчевата система: за да открият Земята по метода на транзит, би било добре извънземните астрономи да гледат слънчевия диск за една година. И да видим хипотетичната девета планета - от 10 до 20 хиляди години. Ако бяха наблюдавали 20 дни, нямаше да открият дори Меркурий. Следователно новите седем планети са тезитова, което беше най-лесно да се намери, а не цялото планетарно население на далечна система.
Такъв голям брой планети не се среща много често, тъй като TRAPPIST-1 е 12 пъти по-лек от Слънцето. Да, има по-тежки елементи (109% от слънчевото ниво). Твърдите планети и сърцевините на газовите гиганти са "направени" от тях. Така че с такава "метална" композиция многопланетарността не е изненадваща. Друго нещо е поразително: обикновено червените джуджета не проявяват такава "металност". В това отношение звездата е напълно нетипична, явно е възникнала в регион, необичайно наситен с тежки елементи.
Стегнатост като в общински апартамент - и това е добре
Промоционално видео:
Първата планета в системата, TRAPPIST-1b, е на около 1,6 милиона километра от нейната звезда (четири разстояния между Земята и Луната), а седмата планета, TRAPPIST-1h, е на по-малко от 10 милиона километра. Това не е планетна система, а „общинен апартамент“, в който плътността на планетите е десет пъти по-висока от нашата. Луните на Юпитер са разположени на разстояние до 30 милиона километра от тяхната планета и всъщност гравитацията му е много по-слаба. Авторите на работата смятат, че планетите в такава стегнатост просто не биха могли да възникнат, те не биха имали достатъчно материал за протопланетарния диск. За големите спътници на Юпитер беше показано доста отдавна, че те са възникнали по-далеч от планетата, отколкото са сега, и след това постепенно мигрират към нея.
Фактът, че екзопланетите TRAPPIST-1 са мигранти, е много добър знак. През първите десетки милиони години съществуване червено джудже може да произведе много силни пламъци, които откъсват и отнемат от планетите светлинни елементи, атмосферата и хидросферата - нещо, без което няма да има живот от земния тип. Откритите седем небесни тела избягаха от тази съдба, прекарвайки „младостта“си в по-сигурни далечни орбити.
Три обитаеми, седем или повече?
Авторите на статията в Nature се опитаха да бъдат много умерени в своите оценки. Те считат, че в обитаемата зона на системата са само TRAPPIST-1e, f и g, които получават 0,66, 0,38 и 0,26 от радиацията, която Земята получава от звездата. Плътността на TRAPPIST-1e е с 20% по-ниска от тази на Земята, f е 40%, а g е 6%. Тоест, всички те съдържат повече леки елементи, газове и евентуално вода. По-плътната атмосфера задържа топлината по-добре. Приливното въздействие на близката звезда върху планетите и планетите една върху друга допълнително загрява ядрата им. Поради това има чести вулканични изригвания и по-голям топлинен поток от центъра на планетата. Така, въпреки ниската осветеност, животът там на теория няма да замръзне.
Но първите три планети получават 4,25, 2,27 и 1,14 пъти повече радиация от своята звезда. Ако днешната Земя беше дори с 14% по-топла, океаните бързо щяха да кипят върху нея. Не бива обаче да се сравняват условията в "общински апартамент" близо до звездата TRAPPIST-1 и в "приличен апартамент" (близо до Слънцето). Всичките седем открити планети на TRAPPIST-1 са приливни и отливи. Тоест, те винаги гледат звездата с едната страна, показвайки другата към останалата част от Космоса.
Планетарните учени отдавна симулират условия на такива екзотични планети. И се оказва, че ако няма особено гъста атмосфера, тогава е горещо откъм деня, студено от нощната страна, а на терминатора, с вечната си зора, условията са междинни. Това означава, че първите три планети може да имат течна вода на повърхността в района на терминаторите, за което изследователите честно обсъждат.
По същата причина седмата планета може да бъде потенциално „жива“. Да, тя получава само 0,13 от енергията, която достига до Земята. Но от деня, това означава 0,26 от нивото на Земята. С плътна атмосфера и сърцевина, загрята от взаимодействие с приливи и отливи, това е много. Авторите признават, че ако в атмосферата на планетата има водород (много ефективен парников газ), тогава на повърхността ще има течна вода дори при ниска инсолация.
Както виждаме, за една планета, която винаги гледа към слънцето си, концепцията за „обитаема зона“, тоест такова разстояние от звездата, на което животът е възможен, все още е доста неясно. От деня, това е едно, от нощната страна, друго, на терминатора - третото. Само при много гъста атмосфера, каквато е тази на Титан, температурата ще се изравни във всички точки на повърхността на екзопланетата.
Без да научите повече за атмосферата на новите светове, ще бъде трудно да определите зоните за обитаване там. Едно е сигурно: оценката за „три потенциално обитаеми“е най-ниската възможна. На практика може да има седем от тях, а може и много повече. Известно е, че планетите могат да имат много големи спътници, на които (същият Титан) атмосферата е по-плътна от земната, а моретата също са доста обширни. Телескопи от следващото поколение са необходими, за да научат по-добре за спътниците на тези седем планети и дотогава животът не може да бъде изключен там.
Седем свята: Трудно зелено, едва ли ледено
На Земята зелената растителност се свързва с живота. Това обаче не винаги е било така - в последно време много често фотосинтезиращите организми на нашата планета са червени (лилави бактерии). Ако TRAPPIST1 има собствена растителност на екзопланети, едва ли ще ни хареса на външен вид. 95% от радиационната енергия на червено джудже се намира в инфрачервената част на спектъра. Местните растения ще трябва да го използват и те също ще отразяват незелената част на видимия спектър, за да се избегне прегряване. Сред астробиолозите въпросът какъв ще бъде цветът все още е спорен, но повечето говорят за черно или червено или за техните комбинации.
Има обаче някои добри новини. Ледени шапки практически не се формират на такива светове. Ледът на полюсите на Земята не се топи през лятото само защото отразява добре светлината. В инфрачервената част на спектъра ледът поглъща почти всичко, така че там трябва да се стопи много бързо. Това означава, че настъпването на редовни ледникови периоди, както на Земята през последните няколко милиона години, е изключително малко вероятно там.
Трябва ли да търсите извънземни моливи за писалка?
Както знаете, сесия на черната магия трябва да бъде последвана от нейното излагане. Ето го: не трябва да изпращате радиосигнали там. Възрастът на звездата TRAPPIST-1 според астрономите е само 500 милиона години и част от това време нейните планети са прекарали много по-далеч от своята звезда, отколкото сега. Това означава, че в тази планетарна система е твърде рано да се чака появата на сложен живот или дори живот като цяло. Според днешните концепции Земята се е превърнала в обитавана планета преди 3,5-3,8 милиарда години, 0,7-1,0 милиарда години след формирането си. Най-радикалната дата, предложена е преди 4,1 милиарда години. Малко вероятно е там да е измислено радио през 100 милиона години.
Потенциално системата на разстояние от 40 светлинни години е много, много подходяща за живот, но вероятно е твърде рано да се надяваме на контакт със своите жители. Бъдещето им обаче изглежда по-уверено от нашето. Червеното джудже е по-малко масивно от жълтото (Слънцето) и затова живее много по-дълго. Океаните на Земята ще се разпарят след няколко милиарда години и тогава Слънцето ще се превърне в бяло джудже. Като има предвид, че TRAPPIST-1 ще може да свети правилно за жителите на своята система още 4-5 трилиона години - хиляди пъти по-дълго от времето, разрешено за земния живот.
Лисяков Иван