У экзопланет Кеплер-62f и Кеплер-186f есть стабильный сезонный климат

Новые исследования Технологического института Джорджии и Гарвардско-Смитсоновского центра астрофизики показывают, что экзопланеты Kepler-62f и Kepler-186f, которые находятся в обитаемой зоне вокруг своих звезд-хозяев, имеют очень устойчивые осевые наклоны, похожие на Землю, что делает вероятным регулярную смену сезонов и стабильный климат у каждой из экзопланет.

Kepler-62f — самая внешняя планета среди пяти экзопланет, вращающихся вокруг звезды Кеплер-62, которая находится примерно на расстоянии 1200 световых лет от Земли в созвездия Лиры.

Планета совершает оборот вокруг своей звезды каждые 267 дней, она в 1,4 раза больше Земли и, вероятно, является земным или океанским миром.

Кеплер-62f была самой земной экзопланетой, пока астрономы не заметили Кеплера-186f в 2014 году.

Kepler-186f является частью системы с пятью планетами. Она примерно в 1,17 раза больше радиуса Земли, но ее масса, состав и плотность остаются загадкой.

Она вращается вокруг Кеплера-186, карликовой звезды типа М1, расположенной в созвездии Лебедя, примерно в 492 световых годах от земли, и совершает один оборот за 130 дней. Яркость звезды в полдень на Кеплере-186f, казалась бы такой же, как яркость Солнца перед закатом на Земле.

Ученые использовали симуляции для анализа и идентификации динамики спиновой оси экзопланет. Эта динамика определяет, насколько планета наклоняется на своей оси и как этот угол наклона эволюционирует с течением времени. Осевой наклон способствует сезонам и климату, поскольку он влияет на то, как солнечный свет попадает на поверхность планеты.

Исследователи предполагают, что осевой наклон Кеплера-186f очень стабилен, подобно Земле, что делает вероятным, что она имеет регулярные сезоны и стабильный климат. Они считают, что то же самое верно и для Kepler-62f.

«Насколько важен осевой наклон для климата? Большая изменчивость в осевом наклоне могла быть ключевой причиной, почему Марс превратился из водянистого ландшафта миллиарды лет назад в сегодняшнюю бесплодную пустыню», — объяснили ученые.

«Марс находится в жилой зоне нашей Солнечной системы, но его осевой наклон очень неустойчив — от нуля до 60 градусов». «Эта нестабильность, вероятно, способствовала распаду атмосферы Марса и испарению его поверхностных вод».

Для сравнения, осевой наклон Земли колеблется более мягко — между 22,1 и 24,5 градусами, переходя от одной крайности к другой примерно каждые 10 000 лет.

«Ориентационный угол орбиты планеты вокруг ее звезды-хозяина может быть вызван колебанием гравитационным взаимодействием с другими планетами в той же системе», — сказали астрономы. «Если орбита должна колебаться с той же скоростью, что и прецессия оси вращения планеты, ось вращения также будет колебаться взад и вперед, иногда резко».

«Марс и Земля тесно взаимодействуют друг с другом, а также с Меркурием и Венерой. В результате сами по себе оси их вращения будут прецессировать с той же скоростью, что и орбитальные колебания, что может привести к большим изменениям их осевого наклона».

«К счастью, Луна сохраняет изменения Земли. Луна увеличивает скорость прецессии спиновой оси нашей планеты и делает ее отличной от скорости орбитальных колебаний. С другой стороны, Марс не имеет достаточно большого спутника для стабилизации его осевого наклона».

«Мы не знаем, обладают ли экзопланеты лунами, но наши расчеты показывают, что даже без спутников оси вращения Кеплера-186f и Кеплера-62f оставались бы постоянными в течение десятков миллионов лет».