С помощью преемника телескопа Kepler, космического телескопа NASA TESS, астрономы обнаружили три планеты, вращающиеся вокруг звезды TOI-270, на расстоянии всего 73 световых лет от нас. Хотя ни одна из планет, по-видимому, не удовлетворяет условиям жизни, какой мы ее знаем по Земле, сравнительно близкая система обладает огромным потенциалом для жизни там вообще.
Схема системы вокруг звезды TOI-270, удаленной от нас на 73 световых года, в сравнении с Землей. © NASA’s Goddard Space Flight Center/Scott Wiessinger
Звезда этой системы необычно неактивная и представляет собой спокойного красного карлика. Вокруг него вращаются как минимум три планеты, которые и были обнаружены недавно с помощью телескопа TESS: каменистая планета (TOI-270b), ненамного превышающая по размерам Землю, и два так называемых субнептуна или суперземли (TOI-270c и TOI-270d) размером примерно в два раза больше нашей планеты.
Хотя ни одна из планет не вращается вокруг звезды в пределах ее классической так называемой обитаемой зоны, где по причине умеренных температур вода может существовать в жидкой форме, что и составляет основу известной нам по Земле жизни, первооткрыватели планетного трио возле TOI-270 с надеждой рассматривают эту систему и ее потенциал для наличия там жизни.
Как сообщает команда Максимилиана Гюнтера из Института астрофизики и космических исследований им. Кавли при Массачусетском технологическом институте (MIT) в журнале Nature Astronom, самая внутренняя каменистая планета (TOI-270b) в 1,25 раза больше нашей Земли и ей требуется всего 3,4 дня для одного оборота вокруг своей звезды. Но даже если сама звезда значительно меньше и холоднее нашего Солнца, расстояние все равно слишком мало для того, чтобы на поверхности ближайшей к ней планете имелась жидкая вода. Два субнептуна в 2,42 и 2,13 раза больше Земли и проходят по орбите звезды за 5,7 и 11,4 дня. Таким образом, хотя внешняя атмосфера меньшей из двух планет может иметь благоприятные для жизни температуры, сама планета, вероятно, будет окутана чрезвычайно плотной атмосферой, нагретой парниковым эффектом, и, соответственно, будет больше похожей на нашу Венеру. В то же время астрономы группы Гюнтера предполагают, что все три планеты вращательно связаны со своей звездой, то есть они всегда повернуты к ней одной и той же стороной (аналогично земной Луне к Земле). И это обстоятельство также усложняет классическое понимание пригодности для жизни.
Но вот с астробиологической точки зрения система все же выглядит очень привлекательной.
В первую очередь, TOI-270 является старым красным карликом, который гораздо более неактивен, чем многие соседние с ним красные карлики, и, следовательно, он производит значительно меньше чем они солнечных вспышек, которые способны были бы помешать возможной незащищенной жизни на окружающих планетах вследствие вредного излучения.
Орбитальная схема уже известных планет вокруг звезды TOI-270. Классическая «обитаемая зона» отмечена темно-зеленым цветом, «экстремофильная обитаемая зона» (внутри которой могут существовать чрезвычайно устойчивые микробы) - светло-зеленым цветом. © Günther et al., Nature Astronomy, 2019
В то же время, звезда находится всего в 73 световых годах от нас, поэтому она сравнительно яркая и ее несложно наблюдать и анализировать.
Поскольку все три планеты окружают звезду относительно Земли на одной плоскости наблюдения, сводя к минимуму количество света на каждом проходе, астрономы могут анализировать их атмосферу, поскольку звездный свет во время этих так называемых транзитов проходит сквозь них. Таким образом, исследователи надеются узнать больше о процессах, которые порождают различные типы планет, и ответить на вопрос, почему некоторые планеты маленькие и каменистые, а другие большие и газообразные. Такое исследование невозможно на основе планет нашей Солнечной системы, потому что здесь планетарный класс субнептунов (суперземель) и, следовательно, связь между каменистыми и газовыми планетами полностью отсутствует.
Кроме того, все три планеты вращаются вокруг своей звезды в так называемом трековом резонансе - их орбиты образуют, так сказать, гравитационный резонанс: всякий раз, когда самая внутренняя планета (TOI-270b) обращается вокруг своей звезды пять раз, средняя планета (TOI-270c) обращается вокруг звезды три раза - так что между двумя этими планетами существует соотношение резонанса 5:3. Аналогично, средняя и крайняя планеты (TOI-270d) обращаются вокруг своей звезды в соотношении 2:1.
Таким образом, ученые могут не только изучать динамику планет по отношению друг к другу. Существующие резонансные схемы также могут указывать астрономам орбиты и других возможных планет, вращающихся вокруг этой звезды на больших расстояниях. Правда, до сих пор (из-за более продолжительных орбитальных периодов или иначе наклоненных орбитальных плоскостей) таковые еще не были обнаружены.
И здесь тоже снова будет интересно искать возможную жизнь в системе вокруг TOI-270, потому что ее обитаемая зона выходит за пределы орбит ранее известных планет. Планеты, теоретически обращающиеся вокруг своей звезды "там", вполне могли бы делать это в этой так называемой зоне обитания.
И хотя самая внешняя планета (TOI-270d) не представляется благоприятной для жизни, у нее все же могут иметься спутники, на которых возможна жизнь.
«Эта система действительно очень интересна, и для нас, ученых, она почти как лаборатория, в которой можно сделать очень много открытий», - сказал напоследок Гюнтер. - «И здесь мы имеем множество мелких деталей, которые можно соединить, чтобы сформировать общую картину».
1
