Звезда по имени TRAPPIST-1: найден очередной аналог Солнечной системы

22 февраля в NASA созвали пресс-конференцию об «открытии за пределами нашей Солнечной системы». На этом мероприятии рассказали о звезде TRAPPIST-1 и удивительной системе экзопланет, ее окружающей. Эта маленькая звезда стала родной для самого большого количества землеподобных тел. Indicator.Ru рассказывает подробности этого астрономического открытия.

В системе ультрахолодной звезды-карлика TRAPPIST-1 находится семь планет, примерно равных Земле по размеру. Три из них находится в зоне обитаемости, то есть на таком расстоянии от родительской звезды, что на их поверхности возможно существование большого количества воды в жидком виде. Расстояние до звезды составляет 12 парсек, что примерно равно 39 световым годам. Свое очередное открытие астрономы опубликовали в журнале Nature.

Сейчас астрономы насчитывают 3583 подтвержденных экзопланет, еще 2410 планет являются кандидатами, и у 211 планет статус еще не подтвержден. Планеты системы TRAPPIST-1 были обнаружены транзитным методом, то есть при помощи наблюдений небольших падений яркости звезды, которые возникают при пересечении планетой луча зрения земного наблюдателя. «Это удивительная система не только потому, что там так много планет, но и потому, что они все неожиданно близки по размеру к Земле», — говорит ведущий автор Микаэль Жийон из Льежского университета. Масса звезды TRAPPIST-1 составляет всего 8% от массы Солнца — она очень мала по звездным меркам, поэтому, даже несмотря на близкое расположение, она кажется очень тусклой (ее видимая звездная величина составляет 18,8). Астрономы предполагали, что у таких маленьких звезд могут находиться землеподобные планеты, но эта система стала первой, где они были обнаружены.

«Такие звезды излучают намного меньше энергии, чем наше Солнце, — поясняет соавтор Амори Трио. — Для присутствия на поверхности жидкой воды планеты должны находиться намного ближе к звезде по сравнению с нашей Солнечной системой. По-видимому, именно такую конфигурацию мы и наблюдаем около TRAPPIST-1». Оценки плотности указывают, что как минимум 6 внутренних планет могут быть частично каменными. Орбиты этих тел не намного больше орбит Галилеевых спутников Юпитера и намного меньше орбиты Меркурия. Однако близость компенсируется низкой светимостью звезды, поэтому вторая, третья и пятая планеты должны получать примерно столько же энергии, сколько Венера, Земля и Марс соответственно.

На всех семи планетах потенциально может находиться жидкая вода, однако климатически модели предсказывают, что три внутренних планеты слишком горячи, поэтому лишь на небольшой части их поверхности вода не будет испаряться. Размер орбиты самой дальней планеты не подтвержден, однако вполне возможно, что она слишком далека и холодна, так что в отсутствии дополнительных источников тепла вода сможет находиться там только в виде льда. Планеты с четвертой по шестую находятся в зоне обитаемости, что допускает существование океанов жидкой воды на их поверхности.

Измеренные периоды обращения планет указывают, что они состоят в орбитальном резонансе: соотношения времен, за которые шесть внутренних планет делают полный оборот вокруг звезды, находятся близко к простым дробям, таким как 3:2 или 5:3. Скорее всего, эти планеты образовались дальше своих текущих положений, а затем мигрировали и заняли нынешнюю конфигурацию. В таком случае они могут быть богаты летучими элементами и обладать атмосферами.

Жийон с коллегами заявил об обнаружении трех экзопланет около звезды TRAPPIST-1 в мае 2016 года. Тогда им удалось зафиксировать тройной транзит землеподобных планет. Звезда получила название по изучавшему ее бельгийскому телескопу TRAPPIST, расположенному в обсерватории Ла-Силья в Чили. После открытия первых планет в этой системе ученые стали наблюдать за ней при помощи других наземных и космических телескопов. Помимо TRAPPIST, новые данные были получены при помощи 8-метровых телескопов VLT, космической инфракрасной обсерватории Spitzer, 3,8-метрового UKIRT и нескольких других.

Космический телескоп Hubble уже начал наблюдение за этой системой. Его основной задачей станет поиск атмосфер у планет и попытка определения их состава. С введением в строй будущих обсерваторий, таких как Европейский чрезвычайно большой телескоп и Космический телескоп James Webb, станет возможен поиск воды и, возможно, даже маркеров наличия жизни.

Indicator.Ru попросил прокомментировать это открытие доктора физико-математических наук, ведущего научного сотрудника Государственного астрономического института имени П.К. Штернберга Сергея Попова.

— Насколько это значимое событие?

— С одной стороны, мне кажется, что это очень интересное открытие, с другой, истерия, действительно, неадекватная. Такой же значимости открытия происходят в астрофизике несколько раз в год. Поэтому ситуация выглядит несколько излишне раздутой. Само открытие выглядит скорее как количественный рекорд, нежели как качественный скачок, который меняет наше понимание устройства экзопланетных систем. Хорошее открытие, но оно преувеличено.

— Какой самый интересный аспект этой системы?

— Поскольку это очень легкая звезда, относящаяся к классу самых распространенных в галактике, то мы можем сказать, что маленьких планет должно быть очень много. Важные результаты касаются чего-то общего: на частном примере мы понимаем, что землеподобные планеты, видимо, очень распространены, в первую очередь у легких звезд. С другой стороны, если мы хотим искать жизнь земного типа, то нам нужны другие звезды, в этом смысле звезда TRAPPIST-1 не самая подходящая. Это звезда является одной из самых легких в принципе и с этой точки зрения мне не кажется интересным кандидатом для поиска высокоорганизованной жизни.

— Шесть планет находится в орбитальном резонансе, что говорит об их образовании в более отдаленных областях и последующей миграции. Что можно сказать про свойства этих планет?

— Радиусы можно определелить по свойствам транзита. Массы можно оценить именно из резонансных свойств орбит, хоть и не с большой точностью. Соответственно, можно вычислить их плотность — она оказывается около 1 г/см³, то есть они либо ледяные, либо с толстыми атмосферами, что странно для маленьких планет. Образование далеко от звезды говорит о том, что в их составе могут быть легкие и летучие вещества, но это только хуже с точки зрения жизни. Они могут оказаться аналогами спутника Юпитера Европы, то есть ледяными телами с подледными океанами, но обнаружить там жизнь будет еще труднее. Поэтому говорить, что это копии Земли, не приходится.

— Ученые собираются наблюдать эти планеты при помощи телескопа Hubble. Сможет ли он обнаружить атмосферы и узнать их состав?

— Сложно сказать, но я бы на это не поставил: это задача не для Hubble, он для этого маловат. Скорее всего, придется ждать JWST или наземных телескопов следующего поколения.

— Последнее время проходит много пресс-конференций об астрономических открытиях, для которых намеренно нагнетают информационное сопровождение, например про экзопланету у ближайшей звезды Проксима Центавра. В данном случае речь идет о системе с наибольшим количеством землеподобных планет. Не кажется ли вам, что такое количество мероприятий размывает ценность открытий?

— Да, происходит некоторая девальвация. Но августовская новость про открытие планеты у Проксимы Центавра важна, потому что ближе звезд нет. Так что это было абсолютно рекордное достижение, его не побить. По количеству, конечно, нас ждут новые рекорды, причем буквально в течение двух лет. В конце этого года полетит спутник TESS, отработает год, и в 2019 году польется, как из рога изобилия, информация о маленьких планетах у разных звезд.

— Тогда пресс-конференции станут реже собирать?

— Это вопрос менеджмента. Ничто не мешает так поступать по незначительным поводам. Это событие выглядит… не обманкой, конечно, но хочется чего-то большего. Пафоса слишком много для такого результата.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram.