У Солнечной системы появился конкурент

У звезды TRAPPIST-1 обнаружили семь планет, очень похожих на Землю. Все покрыты плотной атмосферой и располагают огромными запасами жидкой воды. Несмотря на жесткое излучение от красного карлика, ученые считают эти небесные тела самыми перспективными для поисков жизни. 

Ближайшая семья экзопланет

Звезда TRAPPIST-1 в созвездии Водолея находится всего в 39 световых годах от нас. Это красный карлик, очень маленький и холодный по сравнению с Солнцем, умеренно активный. В 2016 году астрономы открыли три вращающиеся вокруг него планеты. Их диски на фоне звезды зафиксировали орбитальные и наземные телескопы.

Спустя год в системе обнаружились еще четыре планеты. Все они размером с Землю, однако из-за малой массы звезды (восемь процентов массы Солнца) расположены суперкомпактно. Диаметр планетной системы TRAPPIST-1, названной, кстати, в честь "увидевшего" ее бельгийского телескопа, расположенного в Чили, — всего 0,06 расстояния от Солнца до Земли (одна астрономическая единица).

В системе TRAPPIST-1 больше всего известных к настоящему времени землеподобных, потенциально обитаемых планет. Периоды их обращения вокруг звезды кратны друг другу, что позволяет говорить о самой длинной цепочке резонансов — планеты периодически сближаются.

В открытии этой удивительной планетной системы принимали участие российские ученые — Артем Бурданов из Уральского федерального университета и Алексей Чушев, аспирант Лестерского университета (Великобритания).

История красного карлика

TRAPPIST-1 — очень блеклая звезда, что затрудняет ее изучение. Подобные ей красные карлики распространены во Вселенной, на них приходится большая часть звездного вещества Галактики. Считается, что это молодые звезды. Но анализ данных показал: TRAPPIST-1 — исключение. Ее возраст оценивают в 7,6 миллиарда лет и даже больше.

Выбросы плазмы у нее редки. Строение фотосферы неизвестно, но астрономы предполагают, что там могут быть гигантские холодные пятна и маленькие, очень горячие факелы температурой более четырех тысяч кельвинов.

Из-за близости к светилу планеты находятся под сильным ультрафиолетовым и рентгеновским излучением, способным буквально стерилизовать поверхность и разрушать атмосферу. Столь интенсивное излучение не выдержит ни один из известных на Земле микроорганизмов, включая самую радиационно стойкую бактерию Deinococcus radiodurans.

Только плотная атмосфера с озоновым слоем дает шанс на близкие к земным условия. В любом случае ученые готовятся искать у планет атмосферу, а в ней — биомаркеры, повышающие вероятность зарождения жизни, в первую очередь — озон.

Водные миры

Атмосфера планет богата водородом, однако его может выдувать жесткое излучение звезды. Хотя все небесные тела преимущественно каменные, они почти на треть состоят из воды. Лед это, газ или океаны — неизвестно. Для сравнения — Мировой океан составляет всего 0,02 процента массы Земли.

Ученые полагают, что изобилие воды говорит об окраинном происхождении планет и последующей миграции их ближе к звезде. Не исключено, что они постепенно сменили свой порядок. Согласно другой гипотезе, воду на планеты занесли кометы, которые усиленно их бомбардировали на начальном этапе формирования системы.

Ближайшие к звезде TRAPPIST-1b, c и d слишком горячи, чтобы сохранить жидкую воду. Седьмая планета, TRAPPIST-1h, слишком холодна. Жидкая вода на ее поверхности возможна только из-за разогрева недр от приливного эффекта либо за счет хорошо сохранившейся, богатой водородом первичной атмосферы.

Самые интересные для астрономов — три средние планеты. TRAPPIST-1e целиком каменная, но там в дефиците летучие компоненты и вода. По сравнению с соседями это сухая планета, напоминает большой Меркурий, лишившийся атмосферы и части мантии из-за удара небесного тела гораздо больших размеров, чем он сам.

Планета f, скорее всего, окружена землеподобной атмосферой, под которой скрываются океаны. Однако близость соседей может сыграть злую шутку: создаваемый во время сближения планет приливный эффект разогревает недра, и вместо воды на поверхности бушуют огромные океаны магмы.

В атмосфере есть углекислый газ, который на ночной стороне образует шапки льда. Согласно одному из сценариев, некоторые планеты испытывают сильный парниковый эффект, что уменьшает вероятность найти там жизнь.

В ближайшее время ученые надеются обнаружить восьмую планету у TRAPPIST-1 и уже сейчас активно предсказывают ее орбиту. Надежды возлагают на космический телескоп имени Джеймса Уэбба, его запуск намечен на 2021 год. До тех пор почти все сведения о составе и происхождении планет останутся очень гипотетическими, многие сценарии того, что происходит у них в атмосфере и на поверхности, могут оказаться ошибочными.