Contrariamente agli "annunci" di molti media russi, nessuna vita aliena è stata scoperta. Tuttavia, il numero reale di pianeti potenzialmente abitabili nel sistema TRAPPIST-1 non è tre, ma sette. Tuttavia, quasi certamente non tutti sono ancora abitati.
La notizia di ieri della scoperta di un sistema di sette pianeti simili alla Terra vicino a una nana rossa ultrafredda a 40 anni luce di distanza è stata una vera sensazione. E solleva una serie di domande molto difficili. Come mai una nana rossa ha così tanti pianeti solidi? Perché sono raggruppati così vicini che tre di loro sono caduti contemporaneamente nella zona dell'habitat formale? Quanti di loro ci sono effettivamente? E ci sono gli oceani?
Sette pianeti sono solo un punteggio minimo
La pubblicazione su Nature su questo argomento è piena di dettagli inaspettati. Ad esempio, sette pianeti è in realtà una stima molto modesta. La principale fonte di nuovi dati sul loro numero è il telescopio spaziale Spitzer, ed è stato utilizzato per un solo ciclo di osservazione di venti giorni. Il rilevamento del transito richiede almeno un passaggio dell'esopianeta tra il disco e l'osservatore terrestre. Se una stella ha più pianeti, ma il loro anno dura più di 20 giorni terrestri, allora non potrebbero essere visti in questo modo. Per chiarire la questione, ci è voluto molto più tempo per osservare. Prendiamo il sistema solare: per trovare la Terra con il metodo del transito, sarebbe bene che gli astronomi alieni guardassero il disco solare per un anno. E per vedere l'ipotetico nono pianeta - da 10 a 20 mila anni. Se avessero osservato 20 giorni, non avrebbero scoperto nemmeno Mercurio. Pertanto, i nuovi sette pianeti sono quelliciò che era più facile da trovare, e non l'intera popolazione planetaria di un sistema lontano.
Un numero così elevato di pianeti non è molto comune, poiché TRAPPIST-1 è 12 volte più leggero del Sole. Sì, ci sono elementi più pesanti (109% del livello solare). I pianeti solidi e il nucleo dei giganti gassosi sono "fatti" di loro. Quindi, con una composizione così "metallica", il multiplanetario non è sorprendente. Un'altra cosa colpisce: di solito le nane rosse non mostrano tale "metallicità". A questo proposito, la stella è completamente atipica, a quanto pare, è nata in una regione anormalmente satura di elementi pesanti.
La tenuta è come in un appartamento comune - e questo è un bene
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Il primo pianeta del sistema, TRAPPIST-1b, è a circa 1,6 milioni di chilometri dalla sua stella (quattro distanze Terra-Luna), e il settimo pianeta, TRAPPIST-1h, è a meno di 10 milioni di chilometri. Questo non è un sistema planetario, ma un "appartamento comune" in cui la densità dei pianeti è dieci volte superiore alla nostra. Le lune di Giove si trovano a una distanza massima di 30 milioni di chilometri dal loro pianeta, e infatti la sua gravità è molto più debole. Gli autori del lavoro ritengono che i pianeti in tale rigidità semplicemente non potrebbero sorgere, non avrebbero abbastanza materiale per il disco protoplanetario. Per i grandi satelliti di Giove, è stato dimostrato molto tempo fa che si sono alzati più lontano dal pianeta di quanto non siano ora, e poi sono migrati gradualmente verso di esso.
Il fatto che gli esopianeti di TRAPPIST-1 siano migranti è un ottimo segno. Nelle prime decine di milioni di anni di esistenza, una nana rossa può produrre bagliori molto forti, strappando e portando via dai pianeti elementi leggeri, l'atmosfera e l'idrosfera - qualcosa senza il quale non ci sarebbe vita terrestre. I sette corpi celesti scoperti sfuggirono a questo destino trascorrendo la loro "giovinezza" in orbite più sicure e distanti.
Tre abitati, sette o più?
Gli autori dell'articolo su Nature hanno cercato di essere molto moderati nelle loro valutazioni. Hanno considerato che solo TRAPPIST-1e, feg sono nella zona abitabile del sistema, che riceve 0,66, 0,38 e 0,26 dalla radiazione che la Terra riceve dalla stella. La densità di TRAPPIST-1e è del 20% inferiore a quella della Terra, f è del 40% e g è del 6%. Cioè, contengono tutti più elementi leggeri, gas e, possibilmente, acqua. Un'atmosfera più densa trattiene meglio il calore. L'impatto delle maree di una stella vicina su pianeti e pianeti l'uno sull'altro riscalda ulteriormente i loro nuclei. Per questo motivo, ci sono frequenti eruzioni vulcaniche e un flusso di calore più elevato dal centro del pianeta. Quindi, nonostante la scarsa illuminazione, la vita lì, in teoria, non si congela.
Ma i primi tre pianeti ricevono 4,25, 2,27 e 1,14 volte più radiazioni dalla loro stella. Se la Terra di oggi fosse anche il 14% più calda, gli oceani bollirebbero rapidamente su di essa. Tuttavia, non si dovrebbero confrontare le condizioni in un "appartamento comune" vicino al TRAPPIST-1 stella e in un "appartamento decente" (vicino al sole). Tutti e sette i pianeti aperti di TRAPPIST-1 sono marea. Cioè, guardano sempre la stella con un lato, mostrando l'altro al resto del cosmo.
Gli scienziati planetari hanno a lungo simulato le condizioni su tali pianeti esotici. E capiscono che se non ci sono atmosfere particolarmente dense, allora fa caldo di giorno, freddo di notte, e sul terminatore, con la sua eterna alba, le condizioni sono intermedie. Ciò significa che i primi tre pianeti potrebbero avere acqua liquida sulla superficie nella regione dei terminatori, di cui i ricercatori discutono onestamente.
Per lo stesso motivo, il settimo pianeta può essere potenzialmente "vivo". Sì, riceve solo lo 0,13 dell'energia che raggiunge la Terra. Ma sul lato del giorno, ciò significa 0,26 del livello terrestre. Con un'atmosfera densa e un nucleo riscaldato dall'interazione delle maree, questo è molto. Gli autori ammettono che se c'è idrogeno nell'atmosfera del pianeta (un gas serra molto efficace), allora ci sarà acqua liquida sulla superficie anche a bassa insolazione.
Come si vede, per un pianeta che guarda sempre il suo sole, il concetto di "zona abitabile", cioè una tale distanza dalla stella, a cui è possibile la vita, è ancora piuttosto vago. Sul lato giorno, è uno, sul lato notte, un altro, sul terminatore - il terzo. Solo con un'atmosfera molto densa, come quella su Titano, la temperatura si equalizzerà in tutti i punti della superficie dell'esopianeta.
Senza saperne di più sulle atmosfere dei nuovi mondi, sarà difficile determinare le zone di abitabilità lì. Una cosa è certa: la stima di "tre potenzialmente abitati" è la più bassa possibile. In pratica, ce ne possono essere sette, e forse anche molto di più. È ben noto che i pianeti possono avere satelliti molto grandi, sui quali (lo stesso Titano) l'atmosfera è più densa di quella terrestre e anche i mari sono piuttosto estesi. I telescopi della prossima generazione sono necessari per conoscere meglio i satelliti di questi sette pianeti, e fino ad allora non si può escludere la vita lì.
Sette mondi: difficilmente verde, difficilmente ghiacciato
Sulla Terra, la vegetazione verde è associata alla vita. Tuttavia, non è sempre stato così: più recentemente, gli organismi fotosintetici sul nostro pianeta erano molto spesso rossi (batteri viola). Se TRAPPIST1 ha la propria vegetazione sugli esopianeti, è improbabile che ci piaccia in apparenza. Il 95% dell'energia di radiazione di una nana rossa si trova nella parte infrarossa dello spettro. Le piante locali dovranno utilizzarlo e rifletteranno anche la parte non verde dello spettro visibile per evitare il surriscaldamento. Tra gli astrobiologi, la domanda su quale sarà il colore è ancora controversa, ma la maggior parte parla di nero o rosso o delle loro combinazioni.
Tuttavia, ci sono alcune buone notizie. Le calotte glaciali non si formano praticamente su tali mondi. Il ghiaccio ai poli della Terra non si scioglie in estate solo perché riflette bene la luce. Nella parte infrarossa dello spettro, il ghiaccio assorbe quasi tutto, quindi lì deve sciogliersi molto rapidamente. Ciò significa che l'inizio di ere glaciali regolari, come sulla Terra negli ultimi milioni di anni, è estremamente improbabile lì.
Dovresti cercare amici di penna alieni?
Come sapete, una sessione di magia nera dovrebbe essere seguita dalla sua esposizione. Eccolo: non dovresti inviare segnali radio lì. L'età della stella TRAPPIST-1, secondo gli astronomi, è di soli 500 milioni di anni e parte di quel tempo i suoi pianeti hanno trascorso molto più lontano dalla loro stella di quanto non lo siano ora. Ciò significa che in questo sistema planetario è semplicemente troppo presto per aspettare l'emergere di una vita complessa, o anche della vita in generale. La Terra, secondo i concetti odierni, è diventata un pianeta abitato 3,5-3,8 miliardi di anni fa, 0,7-1,0 miliardi di anni dopo la sua formazione. La data più radicale proposta è di 4,1 miliardi di anni fa. È improbabile che una radio sia stata inventata lì in 100 milioni di anni.
Potenzialmente, il sistema a 40 anni luce di distanza è molto, molto adatto alla vita, ma probabilmente è troppo presto per sperare in un contatto con i suoi abitanti. Tuttavia, il loro futuro sembra più fiducioso del nostro. La nana rossa è meno massiccia di quelle gialle (il Sole), e quindi vive molto più a lungo. Gli oceani della Terra evaporeranno in un paio di miliardi di anni, e allora il Sole diventerà una nana bianca. Considerando che TRAPPIST-1 sarà in grado di brillare adeguatamente agli abitanti del suo sistema per altri 4-5 trilioni di anni - mille volte più a lungo del tempo consentito per la vita terrena.
Lysyakov Ivan
