След откриването на системата TRAPPIST-1 през 2016 година, тя постоянно е във фокуса на експертите-планетолози. Това е първата планетарна система, в която подобно на нашата, има поне седем скалисти планети, които обикалят около студена звезда. Три от планетите са в орбити в т.нар. „обитаема зона“, т.е. са на достатъчна дистанция от звездата, за да може да съществува вода в течно състояние. Две нови изследвания на учени от Университета на Аризона по Лунна и планетарна физика обаче, може да накарат астрономите да преразгледат дефиницията за обитаемата зона за системата TRAPPIST-1.
Според експертите, трите планети в обитаемата зона вероятно са подложени на въздействието на друг фактор, който е несъвместим с живота – високоенергийни частици, изхвърляни от звездата. За пръв път Фредерико Фрачети и екипът му от Центъра по астрофизика „Харвард & Смитсониан“ са изчислили колко мощни са тези лъчения, бомбардиращи планетите.
Едновременно с това, Хамиш Хей, дипломирал се наскоро в Аризона, е установил, че планетите в системата TRAPPIST-1 помежду си водят „гравитационна война“, вследствие на което приливните вълни на повърхността им са много високи, а е възможно колебанията да водят и до бурна вулканична дейност или затопляне на водите на изолирани ледени океани на планетите, които иначе са прекалено студени, за да поддържат живот.
Звездата в системата TRAPPIST-1A е по-малка, с по-малка маса и с около 6000 градуса по Фаренхайт по-студена от нашето Слънце, което ни топли със своите 10 000 градуса по Фаренхайт. Тя освен това е изключително активна, което означава, че излъчва огромни количества високоенергийни протони – същите частици, които предизвикват полярните сияния, когато срещнат магнитосферата на Земята.
Фрачети и екипът му са симулирали поведението на високоенергийните частици в магнитното поле на звездата. Моделът им е установил, че четвъртата планета – най-вътрешната в обитаемата зона на TRAPPIST-1 – вероятно е подложена на мощна бомбардировка с протони. „Потокът на тези частици в системата може да е един милион пъти по-мощен от този, с който трябва да се справя Земята“.
Въпреки че планетите в TRAPPIST-1 са по-близо до звездата си, отколкото Земята до Слънцето, подобен по сила поток високоенергийни частици се оказва изненада за учените. Неочаквано е, защото тези частици се пренасят през пространството посредством магнитните полета, а при звездата в TRAPPIST-1A магнитното поле е плътно обвиващо я.
„В такъв случай очакваме, че частиците ще бъдат уловени и затворени в плътните магнитни полета, но ако добавите турбулентност в потоците, те може да се разсеят, движейки се перпендикулярно на звездното магнитно поле“, обяснява Фрачети.
Като източник на такава турбулентност може да се окажат изригвания от звездата, които в крайна сметка да позволят на потоците протони да се освободят от хватката на магнитното ѝ поле. В каква посока ще поемат частиците, зависи от това, как магнитното поле е наклонено спрямо оста на въртене на светилото. В случая със системата TRAPPIST-1, най-вероятно потоците протони директно ще бомбардират повърхността на четвъртата планета, където биха разкъсали всякакви сложни молекули, без които възникването на живот е немислимо. Другата крайност допуска, че напротив, точно мощни бомбардировки с високоенергийни частици биха послужили като катализатори за възникването на сложни молекули.
На Земята разполагаме с щит срещу потоците протони, които излъчва Слънцето; магнитното поле на планетата ни пази от пагубното им въздействие. При планетите от TRAPPIST-1, за да се справя по подобен начин, магнитното поле би следвало да стотици пъти по-мощно от земното. Това все още не означава, че системата трябва да бъде обявена за непригодна за живот.
Планетите в TRAPPIST-1 обаче, изглежда, че са и приливно свързани, което означава, че едно и също полукълбо на всяка от планетите винаги е обърнато към звездата, докато другото остава обгърнато във вечен мрак. „Може би нощната страна на планетата е достатъчно топла за да е пригодна за живот, а и не е изложена на прекалено високи нива на радиация“, казва Бенджамин Ракхем, научен сътрудник в катедрата по астрономия на Университета на Аризона, който не участва в изследователските екипи.
Океаните също биха могли да играят ролята на щит срещу протоните, тъй като дълбоките води абсорбират високоенергийните частици, преди те да могат да повлияят на органичните молекули. Приливите и отливите на планетите също може да се окажат от значение, а дори и скалите може да имат интересни последствия за живота в такива условия. На Земята влиянието на гравитацията на Луната се изразява не само в приливите и отливите, които се наблюдават в морета и океани; тя се проявява и в деформациите на земната мантия и кората на планетата. В системата TRAPPIST-1 планетите са много близо една до друга, затова учените предполагат, че биха могли да предизвикват приливи и отливи една на друга, подобно на начина, по който Луната въздейства на Земята.
„Когато луна или планета се деформира под въздействието на приливи и отливи, триенето вътре в нея води до загряване“, обяснява водещият автор на второто изследване Хамиш Хей. Чрез изчисления на влиянието на гравитацията между планетите в системата TRAPPIST-1, Хей стига до извод, какви биха могли да са границите на загряване, вследствие на приливния ефект. TRAPPIST-1 е единствената известна към момента система, при която планетите могат да предизвикват една на друга значителни приливни въздействия, защото са разположени и много близо до звездата си.
„Процесът е толкова уникален, че никой не се е замислял в детайли досега, а всъщност е и удивително, че нещо подобно може да се случва“, добавя Хей. Досега учените са разглеждали само случаите на приливно въздействие, което звездата оказва на планетите. Хей е установил, че двете вътрешни планети от системата се сближават толкова една с друга, че са в състояние да си причиняват мощни приливни въздействия. От това следва, че загряването, вследствие на приливните въздействия да е достатъчно силно, за да провокира вулканична активност, която пък да поддържа атмосфера.
Въпреки че най-външните планети в системата TRAPPIST-1 биха били прекалено горещи на дневната си страна, за да може да съществуват условия за живот, атмосфера, захранвана от вулканична дейност може да помогне в това, някакво количество топлина да се пренася към иначе твърде студената нощна страна и така да предпазва евентуалния възникнал живот от пълно замръзване.
Шестата планета в системата, означавана като TRAPPIST-1g, е подложена на приливното въздействие както на звездата, така и от другите планети. Тази планета е единствената, на която загряването, вследствие на приливните въздействия от другите планети е същото, колкото и от топлината, която получава от централната звезда. Ако TRAPPIST-1g е океански свят, подобно на спътниците Европа или Енцелад в нашата система, приливното затопляне може да позволява поддържането на топлината във водите.
Системи около звезди джуджета като TRAPPIST-1 дават на астрономите възможност да търсят живот извън Слънчевата система, а проучванията на Фрачети и Хей помагат да се разберат и изследват подобни системи в бъдеще. „Трябва да сме наясно с пригодността на такива системи за живот, защото енергийните потоци, излъчвани от звездите и приливното затопляне са фактори, които ограничават възможностите за съществуването му“, казва в заключение Бенджамин Ракхем.
Изследванията са публикувани в Astrophysical Journal.
-----------
За още новини харесайте страницата ни във Facebook>>>
0 коментара:
Публикуване на коментар