Baru-baru ini, kami mengulas penemuan Proxima b, sebuah planet yang telah menjadi ceri di atas kue eksoplanet. Dan pada 22 Februari 2017, dengan kemarahan, diumumkan penemuan tiga planet sekaligus di zon yang dapat dihuni kerdil merah lain - TRAPPIST-1. Sistem ini hampir sepuluh kali lebih jauh daripada Proxima Centauri, tetapi sekurang-kurangnya ada dua keadaan yang menjadikan penemuan ceri kedua pada kek dalam beberapa bulan terakhir. Ia:
- terdapat tiga planet di zon yang dapat dihuni sekaligus, ini meningkatkan kemungkinan sekurang-kurangnya satu daripadanya sesuai untuk hidup;
- planet-planet ini, berbeza dengan Proxima b, bersifat sementara, iaitu, mereka melewati cakera bintang untuk pemerhati duniawi, yang sangat memudahkan pengamatan atmosfera mereka.
Beberapa perkataan mengenai sejarah sensasi. Sistem ini ditemui pada tahun 2015 oleh teleskop kecil TRAPPIST. Nama - Transit Planet dan Planetesimals Small Telescope South - disesuaikan dengan jenama bir Belgium. Teleskop ini terletak di Chile di Balai Cerap La Silla dari Balai Cerap Eropah Selatan.
Dengan pertolongannya, tiga planet transit ditemui berhampiran kerdil merah dingin 2MASS J23062928-0502285 [1], yang menerima nama kedua, lebih manusiawi TRAPPIST-1 - ini adalah sistem planet pertama yang ditemui oleh teleskop ini. Kemudian sistem ini diperhatikan oleh teleskop VLT Eropah (Teleskop Sangat Besar), dan akhirnya, berkat data dari teleskop ruang inframerah NASA Spitzer, sistem ini "tidak terikat" dan mendapati terdapat tujuh planet. Sebenarnya, langkah terakhir adalah sidang media NASA pada 22 Februari.
Gambar: 1. Keluk cahaya bintang TRAPPIST-1 semasa sesi 20 hari teleskop angkasa Spitzer. Titik hijau - pemerhatian dengan teleskop darat. Vertical - kilauan bintang pada masa ini berkaitan dengan purata cahaya. Berlian menandakan transit planet-planet tertentu. Pelepasan titik ke atas kemungkinan besar adalah suar bintang. Hanya ada satu transit planet h. Jangkauan dan radius orbitnya dianggarkan dari jangka masa transit tunggal (lihat Gambar 2)
Gambar: 2. Lengkung cahaya bintang semasa transit setiap tujuh planet
Video promosi:
Zon yang boleh dihuni merangkumi planet e, f, g, walaupun pada pandangan pertama planet d lebih sesuai untuk intensiti pemanasan daripada g. Ini memerlukan perbincangan yang agak rumit dengan anggaran kemungkinan kesan rumah hijau, termasuk banyak ketidakpastian. Sudah tentu, konsep zon yang boleh dihuni sangat sewenang-wenangnya.
Tidak kira bagaimana kita menentukan zon yang dapat dihuni, ada masalah serius dengan kesesuaian sebenar bagi setiap planet ini. Masalah yang sama dengan Proxima b. Mereka dikaitkan dengan sifat kerdil merah.
1. Ini adalah bintang dengan aktiviti magnet yang sangat ganas. Mereka mempunyai lapisan perolek yang tebal. Tidak seperti Matahari, di mana haba dipindahkan ke luar terutamanya oleh penyebaran foton, perolakan berlaku di sana. Matahari juga mempunyai perolakan, itulah sebabnya bintik-bintik, suar, menonjol muncul, dan di Bumi - ribut magnetik dan aura. Di sana semua fenomena ini jauh lebih kuat.
2. Luminositi bintang-bintang ini pada awal biografinya berubah sangat. Selama berjuta-juta tahun pertama, mereka bersinar puluhan atau bahkan ratusan kali lebih terang daripada keadaan stabil.
3. Zon kerdil merah yang dapat dihuni sangat dekat dengan bintang sehingga planet jatuh ke pasang surut: sama ada mereka selalu menghadap bintang dengan satu sisi, atau hari mereka lebih panjang daripada tahun mereka (untuk sistem TRAPPIST-1, pilihan pertama lebih mungkin).
Apa yang perlu dilakukan, alam semula jadi untuk kedua kalinya dalam waktu kurang dari setahun melenyapkan sistem planet kita yang tidak begitu memberangsangkan. Ini tidak menghairankan - mereka lebih mudah dijumpai dengan kaedah spektrometri (mustahil untuk mengesan Bumi berhampiran Matahari dengan cara ini), mereka lebih cenderung berubah menjadi sementara, dan transit lebih kontras, akhirnya, terdapat lebih banyak kerdil merah daripada yang kuning dan oren.
Gambar: 3. Transit serentak tiga planet. Keluk cahaya diambil pada 11 Disember 2015 dengan teleskop Eropah VLT
Jadi, data pada sistem yang dijumpai TRAPPIST-1 (ralat tidak diberikan).
| Planet | Jejari orbit | Tempoh | Jejari planet | Keamatan pemanasan (dalam unit daratan) |
| b | AU 0.011 | 1.51 hari | 1.09 Re | 4.25 |
| c | 0.015 | 2.42 | 1.06 | 2.27 |
| d | 0.021 | 4.05 | 0.77 | 1.14 |
| e | 0.028 | 6.10 | 0.92 | 0.66 |
| f | 0.037 | 9.21 | 1.04 | 0.38 |
| g | 0.045 | 12.35 | 1.13 | 0.26 |
| h | 0.063 | ~ 20 | 0.75 | 0.13 |
Bintang. Jisim - 0,08 solar, radius -0,177 solar, luminositi - 0,5103 solar, suhu 2550K
Adalah mungkin untuk mengira kira-kira jumlah planet - kerana interaksi mereka, transit sedikit bergeser dalam masa. Kesalahan dalam menentukan jisim adalah besar, tetapi kita sudah dapat menyimpulkan bahawa ketumpatan planet sesuai dengan pengisian batu.
Sudah tentu, planet seperti bumi berhampiran bintang seperti matahari akan dijumpai pada masa yang akan datang. Sebenarnya, beberapa planet seperti itu telah dijumpai dalam data Kepler, hanya mereka yang sangat jauh. Cukup untuk memerhatikan beberapa ratus bintang terang di langit (yang direncanakan dalam beberapa tahun mendatang), dan planet-planet seperti itu akan ditemui dalam masa seratus tahun cahaya (dan jika anda bernasib baik, bahkan lebih dekat).
Sebenarnya, planet yang selesa di dekat bintang yang selesa berada dalam jarak 15-20 tahun cahaya (ini berdasarkan statistik yang diperoleh oleh Kepler), tetapi untuk mencarinya, diperlukan interferometer ruang, yang tidak akan segera muncul (lihat [2]).
Harapan bahawa sekurang-kurangnya satu planet sesuai untuk kehidupan masih ada. Mereka pada awalnya dapat memiliki banyak air - mereka tidak dapat membentuk tempat mereka sekarang, dan harus berpindah ke bintang dari pinggiran cakera protoplanet - kerana garis salji, di mana terdapat banyak badan ais. Benar, mereka berhijrah kembali di era ketika bintang itu jauh lebih terang. Tetapi anggaran yang dibuat untuk Proxima b menunjukkan bahawa hidrosfera planet dapat bertahan dari panas terik puluhan juta tahun.
Penutupan pasang surut tidak boleh membawa maut jika planet ini mempunyai atmosfer yang tebal dan lautan global - maka pemindahan haba dapat melancarkan perbezaan suhu antara belahan siang dan malam.
Masalah yang lebih serius adalah tiupan atmosfera oleh angin luar biasa dan radiasi keras. Pada sidang media itu, dikatakan bahawa bintang itu kini tenang. Ini benar jika kita bermaksud sinaran termal, tetapi bukan sinar-X: TRAPPIST-1 - diukur secara langsung oleh balai cerap ruang XMM - memancarkan kira-kira jumlah sinar-X yang sama dengan Matahari. Oleh kerana planet-planet itu sepuluh kali lebih dekat dengan bintang daripada Bumi ke Matahari, sinaran sinar-X mereka tiga urutan magnitud lebih tinggi daripada Bumi.
X-ray tidak menimbulkan ancaman langsung kepada kehidupan - ia diserap oleh atmosfera. Masalahnya ialah dehidrasi planet: sinar-X dan sinar ultraviolet keras memecah molekul air - hidrogen mudah menguap, oksigen mengikat. Lebih teruk lagi, kerana terdapat sinar-X yang kuat, mesti ada angin bintang yang kuat - ia melepaskan lapisan luar atmosfera. Satu-satunya keselamatan dalam kes ini adalah medan magnet planet ini. Adakah planet ini mempunyai medan yang cukup kuat adalah persoalan. Mungkin ada.
Oleh itu, harapan masih ada bahawa beberapa planet sistem TRAPPIST-1 sesuai untuk kehidupan. Bolehkah harapan ini disahkan atau ditolak? Ini mungkin, dan lebih mudah daripada pada kasus Proxima b, di mana seseorang mesti memerhatikan radiasi termal yang dipantulkan atau planet itu sendiri.
Sangat sukar untuk memisahkannya dari sinaran bintang. Di sini, atmosfera planet dapat dilihat dalam cahaya, yang jauh lebih mudah.
Dalam kes Proxima b, teleskop ruang angkasa James Webb yang baru akan dapat menunjukkan sesuatu hanya dalam keadaan melampau: satu hemisfera panas, yang lain beku. Dalam kes TRAPPIST-1, adalah realistik untuk melihat garis penyerapan di atmosfer planet. Atau meletakkan beberapa sekatan di atas. Satu batasan tersebut telah ditetapkan: planet dalam tidak mempunyai atmosfer hidrogen tebal.
Gambar: 4. Diagram orbit sistem TRAPPIST-1. Zon yang boleh dihuni ditandakan dengan warna kelabu. Lingkaran putus-putus - dia dalam tafsiran yang sedikit berbeza
Adakah kemungkinan teori bahawa James Webb akan menemui kehidupan di salah satu planet ini? Petanda kehidupan yang paling fasih ialah oksigen. Ia dapat dikesan sepenuhnya sebagai ozon dan juga O2. Perkara lain ialah sejumlah oksigen dapat terbentuk, misalnya, kerana pemisahan molekul air oleh sinaran keras bintang. Mengira berapa banyak oksigen adalah penanda yang boleh dipercayai tidak mudah. Perlu mengetahui kadar pemisahan dan kadar pengikatan oksigen - terdapat banyak ketidakpastian. Tetapi jika ada oksigen sebanyak di Bumi, tidak ada tempat untuk pergi: hanya hidup yang dapat memberikan ini. Sekiranya terdapat sedikit oksigen, ini tidak bermaksud bahawa tidak ada kehidupan: terdapat sedikit oksigen di Bumi selama beberapa miliar tahun pertama kehidupan.
Sebagai kesimpulan, saya ingin menyatakan rasa kesal kerana Rusia melewati kajian eksoplanet. Terdapat pekerjaan individu dan individu, tetapi tidak lebih. Tetapi kawasan ini tidak memerlukan pemasangan raksasa - sebaliknya, masalah kelabu dan ketekunan daripada yang selalu dibanggakan oleh sains kita. Beberapa harapan diberikan oleh projek Rusia "Millimetron" - sebuah teleskop ruang kriogenik dengan cermin 10 meter: kajian mengenai eksoplanet adalah salah satu perkara pertama dalam projek ini. Walau bagaimanapun, ini adalah topik untuk penerbitan berasingan.
Boris Stern, ahli astrofizik, Ph. D. fizikal -mat. sains, dipimpin. saintifik. sotr. Institut Penyelidikan Nuklear RAS (Troitsk)
