Астрономія
Астрономія

Астрономи визначили придатну для життя зону в п’яти подвійних зоряних системах

Дослідники математично вирахували придатну для життя зону в подвійних зоряних системах і застосували цю методику до відомих таких систем. Виявилося, що навіть присутність планет-гігантів у них не виключає можливості існування планет із життям. Стаття про це надрукована у журналі Frontiers in Astronomy and Space Sciences.

Подвійна зоряна система Kepler-38 із масивною екзопланетою. Naomi Orosz / Wikimedia Commons

Подвійна зоряна система Kepler-38 із масивною екзопланетою. Naomi Orosz / Wikimedia Commons

Що відомо про екзопланети у подвійних системах?

За останні три десятиліття астрономи виявили понад чотири тисячі планет за межами Сонячної системи, зокрема і схожих на Землю. Вчених особливо цікавлять планети у придатній для життя зоні. Це регіон на певній відстані від зірки, у якому вода може існувати в рідкому стані. Встановлено, що ряд екзопланет знаходиться у подвійних системах зірок, деякі з яких навіть обертаються одночасно навколо обох світил. Дослідники назвали такі світи циркумбінарними планетами. Не до кінця зрозуміло, як формуються і розвиваються такі системи, а також чи можуть вони мати потенційно придатні для життя планети. Оцінити це складно, адже доводиться враховувати два джерела випромінювання, іноді різного спектрального класу. Більше того, відстань від планети до кожної зірки постійно змінюється з часом завдяки гравітаційній взаємодії всередині системи. Навіть якщо початкова орбіта планети була круговою, з часом вона зміниться на еліптичну.

Яке дослідження провели вчені?

Попередні роботи вивчали, чи можуть бути придатними для життя планети, що обертаються навколо однієї із зірок в подвійній системі, а також навколо обох. У новому дослідженні астрономи вирішили розвинути попередні аналітичні техніки, щоб дізнатися, як впливає на потенційну придатність для життя циркумбінарних екзопланет присутність у системі планети-гіганта. Діапазон їхніх мас лежить від маси Нептуна до кількох мас Юпітера. У своєму моделюванні вчені застосували динамічні придатні для життя зони, завдяки яким перевіряли, чи втигатиме клімат планети реагувати на зміни. Науковці вираховували три регіони: постійну зону, у якій планета може лишатися придатною для життя протягом значного часу; середню, де потенційні живі організми існуватимуть, поки середня кількість інсоляції лишатиметься у визначених межах; та розширену зону, у якій планета зазнає обмеженого відхилення в інсоляції. Під час моделювання астрономи враховували орбітальну еволюцію системи, а також спектральні характеристики і кількість випромінювання від зірок.

Про що вони дізналися?

Дослідники дійшли висновку, що їхній метод може забезпечити швидку оцінку здатності подібних до Землі планет у складних динамічних середовищах утримувати рідку воду на своїй поверхні. Він дозволяє краще зрозуміти, де саме у подвійних системах слід шукати потенційно придатні для життя світи з різними кліматичними характеристиками. Астрономи застосували свій метод для оцінки дев'яти систем, знайдених телескопом «Кеплер». Їм вдалося підтвердити попередні дослідження, які припускали, що Kepler-16 не зможе мати земелподібну планету в придатній для життя зоні, як і система Kepler-1647. На відміну від них, Kepler-34, Kepler-35, Kepler-38, Kepler-64 та Kepler-413 видаються більш перспективними системами, серед яких найкращим кандидатом є Kepler-38. Також вчені дізналися, що майже однакові маси зірок та малі ексцентриситети збурених тіл забезпечують сприятливі, з точки зору еволюції орбіти, умови для існування подібної до Землі планети з рідкою водою. Присутність планети-гіганта може мати значний вплив на це. Таким чином, автори рекомендують враховувати гравітаційні збурення відомих планет-гігантів у подвійних системах під час майбутніх пошуків.

ексцентриситети
Характеристика, яка показує, наскільки еліптична орбіта