Планеты системы TRAPPIST-1 могли лишиться своей атмосферы за 100 млн. лет
Красный карлик TRAPPIST-1 является домом для самой большой группы планет размером примерно с Землю, когда-либо обнаруженных в одной системе. Эти семь скалистых планет, расположенных на расстоянии около 40 световых лет от нас, являются примером огромного разнообразия планетных систем, которые заполняют Вселенную.
Все планеты похожи на Землю по массе и размерам, а 3 или 4 из них потенциально обитаемы. Представьте себе, что вы исследуете систему богатых жизнью миров, находящихся недалеко друг от друга. Это чудесная мечта, но, как показывает новое исследование, маловероятно, что в системе существует жизнь. Более вероятно, что планеты стерильны и лишены атмосферы.
Система Trappist-1 привлекла большое внимание с момента ее открытия в 2017 году, потому что на первый взгляд она кажется идеальной системой для инопланетной жизни. Множество теплых земных миров, похожих на нашу внутреннюю Солнечную систему. Но один вопрос заключался в том, подходят ли красные карлики для обитаемых миров — а в центре системы звезда — красный карлик.
Красные карлики намного холоднее Солнца, поэтому любой обитаемый мир должен вращаться вокруг звезды очень близко. Также известно, что красные карлики подвержены интенсивным вспышкам, которые могут негативно влиять на близлежащие планеты через рентгеновское излучение и создать другие опасности.
Сможет ли жизнь пережить эти угрозы в течение миллиардов лет?
Новое исследование рассматривает потенциальные атмосферы планет системы Trappist-1. Наблюдения с космического телескопа Джеймс Уэбб (JWST) подтвердили, что у двух самых внутренних планет отсутствует какая-либо значимая атмосфера, но это было ожидаемо.
В нашей системе Меркурий не имеет атмосферы. Но обычно считалось, что более холодные и отдаленные миры Trappist-1 могут сохранять атмосферу. Поэтому команда ученых обратилась к компьютерному моделированию.
Учитывая наблюдения звезды Trappist-1 и других красных карликов, авторы рассчитали количество высокоэнергетического излучения, которое звезда, вероятно, излучает с течением времени.
Затем они смоделировали воздействие этого излучения на возможные ранние атмосферы внешних планет системы Trappist-1. Исходя из этого, они смоделировали скорость атмосферного испарения. Все планеты со временем теряют часть атмосферы, даже Земля. Вопрос в том, насколько и как быстро. Ученые обнаружили, что для планет системы Trappist-1 ответ — потеря будет большая и быстрая.
Судя по нынешним уровням излучения звезды Trappist-1, даже внешние планеты системы потеряют газы, необходимые для атмосферы земного типа в течение максимум нескольких сотен миллионов лет.
Современное излучение звезды TRAPPIST-1 привело бы к потере атмосферы всего за 100 млн лет. Принимая во внимание гораздо более активные ранние стадии развития маломассивного М-карлика, планеты претерпевали период еще более сильной потери атмосферы, независимо от планетарной массы или состава атмосферы. Это указывает на то, что маловероятно, что какая-либо значительная атмосфера сможет существовать в течение длительного периода времени на какой-либо из планет системы TRAPPIST-1.
Такие планеты, как Земля, Марс и Венера, на заре своего существования имели очень плотную атмосферу, поэтому можно предположить, что миры Trappist-1 тоже имели бы подобную атмосферу.
Но молодые красные карлики испускают еще более высокоэнергетическое излучение, поэтому атмосфера будет испаряться еще быстрее. Поскольку Trappist-1 немного старше нашего Солнца, ей около 8 миллиардов лет, любая атмосфера, которая могла бы быть в тех мирах, вероятно, давно исчезла.
Таким образом, система Trappist-1, скорее всего, представляет собой не что иное, как совокупность теплых сухих камней. И это может быть верно для большинства других систем красных карликов. Это имеет довольно серьезные последствия для возможности внеземной жизни. Красные карлики составляют около 75% звезд в нашей галактике, по сравнению с 8% звезд, подобных Солнцу. Если красные карлики лишают атмосфер планеты в своих системах, то большинство планетных систем окажутся безжизненными.