Астрономы заявили об открытии семи новых "аналогов Земли"

Недавно открытая звезда TRAPPIST-1 в созвездии Водолея оказалась хозяйкой сразу семи аналогов Земли, причем три из них находятся в центре "зоны жизни" и предположительно обладают водой и густой атмосферой, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

"До открытия системы TRAPPIST-1 нам было известно всего четыре реальных землеподобных планеты, которые мы могли изучать, – Земля, Марс, Венера и Меркурий. Теперь их число увеличилось на семь, и мы можем их изучать не через пять-десять лет, а прямо сейчас.

Можно ожидать, что первые новости об их свойствах появятся уже в ближайшие недели и месяцы. История TRAPPIST-1 только начинается", — комментирует открытие Мишель Жильон (Michel Gillon), астроном из университета Льежа (Бельгия).

Так художник представил себе семь планет системы TRAPPIST-1. © Фото: NASA/JPL-Caltech

Семь сестер

В мае прошлого года астрономы из MIT заявили об открытии крайне необычной звездной системы – TRAPPIST-1, удаленной от Земли всего на 40 световых лет в сторону созвездия Водолея. Тогда сообщалось, что три планеты, вращающиеся вокруг этого красного карлика, находятся внутри так называемой "зоны жизни", где вода может существовать в жидком виде, а их масса предположительно сопоставима с земной.

Позже ученые изучили спектр лучей звезды TRAPPIST-1, прошедших через воздушные оболочки планет на пути к Земле, и обнаружили, что это каменистые планеты, похожие на Землю, а также нашли намеки на наличие воды, кислорода и углекислоты в их атмосферах.

Тем не менее не все астрономы были уверены в существовании этих планет, отмечая, что периодические снижения в яркости звезды, по которым они были обнаружены, могли быть порождены невидимым для нас светилом-спутником TRAPPIST-1.

Жильон и его коллеги изучали свойства этих планет, наблюдая за звездной системой при помощи телескопа TRAPPIST в Чили и орбитального телескопа "Спитцер". Как отмечают ученые, они предполагали, что смогут легко получить информацию по размерам, массе и составу атмосферы планет благодаря небольшому расстоянию до TRAPPIST-1, спокойному характеру звезды и ее малым размерам, облегчающим наблюдения за тенью планет на ее поверхности.

Эти наблюдения привели к неожиданному открытию – оказалось, что планет на самом деле не три, а семь, причем шесть из них находятся в пределах "зоны жизни". Благодаря высокому разрешению телескопов и длительным наблюдениям планетологам впервые удалось очень точно измерить и диаметр, и массу шести из семи планет и получить некоторое данные о составе их атмосферы.

Планеты cистемы TRAPPIST-1 по сравнению с Солнечной системой. © Фото: NASA/JPL-Caltech

Загадка пятой планеты

Все планеты по размеру схожи с Землей – их радиус составляет от 0,7 до 1,08 радиуса нашей планеты, а масса – от 0,41 до 1,38. Соответственно, их плотность равна земной или чуть ниже нее, что говорит об их каменистой природе или о том, что они являются планетами-океанами.

В отличие от нашей планеты, "семь сестер" вращаются по очень тесной орбите вокруг TRAPPIST-1 – год на них длится от полутора дней до примерно двух недель. Даже последняя планета системы, TRAPPIST-1h, располагается примерно в четыре раза ближе к звезде, чем Меркурий подходит к Солнцу.

При этом почти на всех планетах должна господствовать земная или марсоподобная погода со средними температурами поверхности около нуля или 20-30 градусов мороза. Только две первые планеты выбиваются из этого тренда – температуры на них превышают 70-100 градусов Цельсия, что, вероятно, делает их более похожими на Венеру, чем на Землю.

Если говорить о вероятности развития жизни, то на эту роль пока больше всего претендуют три центральные планеты – d, e и f. По словам  Эмори Трио (Amaury Triaud) из Астрономического института в Кембридже (Великобритания), наибольшие шансы на зарождение жизни есть у планеты f, климат которой достаточно мягкий и прохладный для того, чтобы на ней могла существовать вода и органика.

Точный ответ на этот вопрос можно получить уже довольно скоро – по мнению Трио, некоторые особенности климата планеты f и ее соседок станут известны уже в ближайшие годы, а первые достоверные сведения по ее обитаемости могут быть получены в "пределах текущего десятилетия".

Одни ли мы во Вселенной?

На возможность возникновения жизни на этих планетах, как признает Жильон, могут влиять два необычных свойства системы TRAPPIST-1. По его словам, все планеты с очень высокой долей вероятности захвачены приливными силами звезды, в результате чего всегда обращены к ней одной стороной. Это может негативно сказываться на работе климата планет и делать их фактически необитаемыми.

Кроме того, сами планеты находятся в так называемом орбитальном резонансе. Как правило, такое явление возникает в результате гравитационного взаимодействия небесных тел, которое приводит к стабилизации их орбит и появлению строгой математической зависимости между периодами их вращения. К примеру, Сатурн и Юпитер синхронизированы таким образом, что за два сатурнианских года Юпитер совершает ровно пять витков вокруг Солнца.

Подобные процессы, как поясняет бельгийский планетолог, могут разогревать недра планет системы TRAPPIST-1 и вызывать мощнейшие вспышки вулканизма, подобные тем, которые возникают на Ио, спутнице Юпитера. Этот фактор также будет влиять на благоприятность планет для зарождения жизни, хотя здесь сложно однозначно сказать, в положительную или отрицательную сторону.

Фото: NASA/JPL-Caltech. Так художник представил себе планету TRAPPIST-1f, ближайший кандидат на роль двойника Земли

Открытие семьи из семи планет у TRAPPIST-1, как рассказал Жильон, пока не позволяет говорить о том, как часто в нашей Галактике встречаются многопланетные звездные системы, аналогичные Солнечной системе или похожие на нее.

"Здесь мы имеем дело с относительно редким типом звезд, одними из самых холодных и спокойных объектов Млечного Пути. Мы не ожидаем, что аналоги Солнечной системы могут возникать у таких звезд – у них просто не хватит стройматериалов для того, чтобы в них могли возникнуть крупные планеты, подобные Юпитеру или Сатурну. Поэтому мы пока не нашли аналогов Солнечной системы у красных карликов и вряд ли их найдем", — поясняет ученый.

Если же говорить о звездах, похожих на Солнце, то данные с "Кеплера" и других телескопов, как рассказывает Жильон, показывают, что подобные системы крайне редки. По его оценкам, лишь 10% планетных систем таких звезд будут похожи по своему устройству на Солнечную систему.

Статистки для точной оценки этой доли пока нет, но бельгийский ученый уверен, что Солнечная система – очень редкая и почти уникальная вещь для Галактики. Системы, подобные TRAPPIST-1, в ней должны встречаться гораздо чаще.

В любом случае TRAPPIST-1 имеет изначально высокие шансы на зарождение жизни, так как подобные звезды живут в десятки и сотни раз дольше, чем Солнце и другие относительно крупные светила. Как выражается Жильон, Солнце давно погаснет, когда TRAPPIST-1 еще не выйдет из детства, что дает большие шансы на зарождение жизни в будущем или даже в прошлом.