В относительной близости от нас, на расстоянии 40 световых лет, астрономы обнаружили звездную систему с семью планетами, по размерам схожими с Землей. Все планеты вращаются вокруг одной сверххолодной звезды. Это одна из самых больших систем, когда-либо найденных на таком близком расстоянии от нас. Шесть из семи планет точно могут обладать достаточной температурой для образования на поверхности воды в жидком виде. Астрономы уверены, что смогут более тщательно изучить эту систему с помощью будущих космических телескопов.
Эта звездная система далеко не нова, ее обнаружили еще несколько лет назад, причем те же самые исследователи. Однако тогда они нашли только три планеты, которые вращаются вокруг звезды, названной TRAPPIST-1. Недавно ученые тщательнее изучили ту же систему с помощью более точного оборудования, в том числе и космического телескопа НАСА Спитцер (до того, как его отправили на покой). Повторное исследование позволило обнаружить еще четыре планеты, вращающиеся вокруг TRAPPIST-1.
«Мы получили много новых данных, что позволило увеличить количество найденных планет от трех до четырех или даже пяти», - рассказывает научный сотрудник Бельгийского фонда научных исследований и ведущий автор исследования Nature Микаэль Гиллон. «Затем мы получили данные с телескопа Спитцер, которые показали, что на самом деле планет целых семь».
Так как все планеты практически такого же размера, как и наша, ученые считают, что они могут оказаться каменистыми. Орбиты минимум трех из них находятся в пределах обитаемой зоны звезды, что позволяет предположить наличие на них целых океанов жидкой воды. С учетом того, что вода – важнейшее условие для существования жизни на Земле, астрономы стараются найти ее и на других планетах по всему космосу. Если хотя бы в одном из этих миров есть вода, можно сказать, что эта звездная система может быть лучшим местом для поиска жизни в космосе. По крайней мере в ближайшем.
Астрономы утверждают, что смогут изучить эти экзопланеты подробнее.
Астрономы говорят, что у них есть все шансы узнать о наличии воды на этих экзопланетах, так как они смогут изучить их подробнее. В масштабах целой Вселенной 40 световых лет – капля в море. Поэтому изучение звездной системы TRAPPIST-1 не должно быть таким уж сложным с помощью самых современных телескопов. Упрощает исследование и тот факт, что местная звезда меньше и слабее даже нашего Солнца, поэтому не мешает рассматривать атмосферы планет. Если бы светило было хотя бы таким же, как наше, изучить что-либо в системе подробнее стало бы труднее.
«Все это, конечно, захватывающе, но что действительно делает эту систему такой особенной, так это то, что все семь планет подходят для подробного изучения атмосферы», - говорит Гиллон.
Поэтому такие маленькие звезды, известные как красные карлики, оказываются под прицелом охотников за экзопланетами чаще всего – их системы проще изучать. За последние несколько лет Гиллон с командой успели изучить множество планет, вращающихся вокруг красного карлика, с помощью телескопа TRAPPIST, который находится в обсерватории Ла Силья в Чили. И вот несколько лет назад благодаря ему астрономы нашли звезду TRAPPIST-1, по размерам чуть большую, чем Юпитер.
Изначально было обнаружено три планеты, вращающиеся вокруг этой звезды. Найдены они были благодаря наблюдениям за планетами, проходящими между звездой и телескопом. Этот процесс называется транзит. Когда очередной мир проходит между земной оптикой и своей звездой, он немного затемняет ее свет. Не думайте, что это похоже на солнечное затмение, потому что на самом деле затемнение очень мало. Однако благодаря современному оборудованию ученые могут уловить снижение интенсивности света звезды. Это позволяет астрономам высчитать размер, массу и протяженность орбиты планеты, затеняющей звезду.
После обнаружения трех планет ученые решили продолжить изучение системы, на что потратили более тысячи часов. Они наблюдали за уже открытыми мирами и звездой, пытаясь из учить их получше с помощью других телескопов, одним из которых стал Спитцер. Этот без преувеличения культовый телескоп, который ныне уже не работает, помог ученым обнаружить еще две планеты вокруг TRAPPIST-1. Это стало возможным благодаря тому, что Спитцер располагался в космосе, а не на Земле. Нет, лишние километры не помогают телескопу лучше рассмотреть планеты вдалеке. Просто с таким расположением линзе не нужно пробиваться через шумную атмосферу Земли, благодаря чему она собирает более точную информацию. Использование этого телескопа позволило увидеть некоторые ошибки в первоначальных данных, полученных учеными, а также найти новую полезную информацию. Одна из трех первых найденных планет оказалась сразу несколькими планетами.
Орбиты всех планет вокруг TRAPPIST-1 меньше, чем околосолнечная орбита Меркурия.
С названиями новых миров долго не заморачивались и просто наименовали их латинскими буквами от b до h. Все они вращаются к своей звезде ближе, чем Меркурий к Солнцу. Ближайшая к TRAPPIST-1 планета делает полный оборот вокруг нее всего за 1,5 наших суток. А самая дальняя делает то же самое почти за 20 суток. Все это делает систему очень плотной группой небесных тел. Минимальное расстояние между двумя ближайшими друг к другу планетами TRAPPIST-1f и TRAPPIST-1g составляет всего в три раза больше, чем дистанция между Землей и Луной. Если бы вы находились на одной из них, то другая бы выглядела для вас как наша Луна, но в два раза больше. «Замечательно, что прямо там можно увидеть другой мир», - говорит Амори Трио, научный сотрудник Института Кавли при Кембриджском университете и один из авторов исследования.
Еще одно удивительное совпадение заключается в том, что шесть внутренних планет вращаются синхронно. Такое явление называют орбитальным резонансом. Это достигается благодаря их пропорционально растущей скорости по мере отдаления от звезды. К примеру, за время, пока TRAPPIST-1g делает четыре оборота вокруг светила, TRAPPIST-1f делает три. Таким образом получается соотношение 4:3. Это необычное и интересное явление, и именно оно поможет ученым узнать, как появилась такая система. «Все планеты синхронизированы, и это может помочь нам понять, как они сформировались», - говорит Трио. «Это ключ к их прошлому, так что это не только красиво, но и удобно».
Самый большой интерес в этой системе вызывает возможность наличия жизни.
Однако самая большая привлекательность этой звездной системы заключается в том, что ее планеты могут быть пригодны для жизни. Тот факт, что они находятся так близко к звезде, означает, что все эти миры получают намного больше радиации, чем Земля. Однако по заявлениям Трио, TRAPPIST-1 – очень спокойный красный карлик, поэтому вспышки на нем бывают редко. Помимо этого, у шести из семи планет температура поверхности может составлять от 0 до 100 градусов по Цельсию. А это уже серьезная заявка на появление жидкой воды. Некоторые из них могут частично иметь воду на поверхности, а самые благоприятные – e, f и g – возможно, наполнены целыми океанами.
Для выяснения этого ученые пытаются более детально изучить атмосферу каждого из миров. Существует несколько способов сделать это. Один из них – изучение света звезды, проходящего через газ, циркулирующий вокруг планет. Разные газы фильтруют свет по-разному. Это дает астрономам возможность понять, какие вещества окружают каждую планету. Помимо этого, ученые могут измерять снижение яркости системы, когда планета проходит не перед звездой по отношению к нам, а за ней. Эти показатели можно использовать для того, чтобы вычислить свет, исходящий от каждой планеты в отдельности, а также для определения состава их атмосфер.
Если в атмосфере содержится достаточное количество H2O (в форме пара), есть огромная вероятность того, что на поверхности будет содержаться вода в жидком виде. «Если мы увидим водяной пар в атмосфере, мы будем очень взволнованы», - говорит Сара Сигер, эксперт по экзопланетам из Массачусетского технологического института. «Мы не можем доказать это на 100 процентов, но мы были бы почти уверены, что на планете есть жидкая вода». Пока доказательства существования воды в жидком виде хотя бы на одной из этих планет не обнаружены. Если водяной пар в атмосфере удастся найти, дальнейшие исследования будут направлены на поиск других газов, не принадлежащих атмосфере. Особенно тех, что могут исходить от биологических форм жизни. «Наш любимый газ – это кислород», - говорит Сигер. «Без жизни на Земле у нас вообще не было бы кислорода. Поэтому мы пройдемся по списку жизненно важных для нас газов, надеясь найти их там».
Для получения ответов на эти вопросы ученые надеются получить доступ к телескопу НАСА Джеймс Уэбб, который пока все еще строится, а в будущем, предположительно, заменит Хаббл. Когда телескоп начнет свою работу, он будет находиться на расстоянии более чем в 1,5 миллиона километров от поверхности Земли, наблюдая за Вселенной в инфракрасном диапазоне. Мы не можем видеть это излучение, но можем почувствовать его в виде тепла. Такое наблюдение значительно упростит отделение света, исходящего от звезды, от того, что отражается от планет. Джеймс Уэбб должен стать самым мощным космическим телескопом в мире за всю историю, позволяющим получать наиболее точные данные об изучаемых объектах.
Но Джеймс Уэбб до сих пор не запущен, хотя это должно случиться уже очень скоро. До этого времени Гиллон и его команда будут использовать Хаббл для изучения загадочной системы из семи планет. «Может быть, это исследование расскажет нам об инопланетной жизни и условиях обитания в остальной Вселенной», - говорит Гиллон. «Эта система действительно является краеугольным камнем экзопланетологии».
