Моделирование потенциально обитаемых планет системы TRAPPIST-1 показало, что воды на них в сотни раз больше, чем на Земле, но слишком много для «нормальной жизни».
Расположена в 40 световых годах от нас звезды TRAPPIST-1 вращается система из семи землеподобных планет. Три из них находятся в пределах «обитаемой зоны», где достаточно тепло для существования жидкой воды и, возможно, жизни. Не так давно обнаружили, что вода на них действительно есть: не удивительно, что к звезде приковано пристальное внимание и публики, и ученых.
Однако новая работа астрофизика из Аризонского государственного университета Каймана Унтерборна (Cayman Unterborn) и его коллег снижает шансы системы на пригодность к жизни. В статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy, ученые констатируют: воды на планетах TRAPPIST-1 даже слишком много для жизни.
Красный карлик TRAPPIST-1 тусклее Солнца, но орбиты трех потенциально обитаемых планет – e, f и g – находятся к ней ближе орбиты Меркурия, делая полный оборот всего за несколько дней. Размеры их схожи с земными, однако масса их гораздо меньше: всего от 24 до 57 процентов от веса нашей планеты. Они слишком хороши, чтобы быть каменистыми, как Земля или Марс, и слишком малы, чтобы содержать мощную атмосферу, которая могла бы объяснить их низкую плотность.
Астрономы считают, что низкая плотность TRAPPIST-1 e, f и g связана с большими количествами воды. Унтерборн и его команда попытались более точно оценить ее объемы. Ученые разработали собственные алгоритмы для анализа различных характеристик звезды, ее планетной системы и отдельных планет. Расчеты показали, что две внутренние планеты (b и c) должны содержать 15 и менее процентов воды, а две внешние (f и g) – более 50 процентов.
Это поражает воображение: для сравнения, в массе Земли на воду приходится 0,02 процента, а мы называем ее Голубой планетой. Более того, такое количество воды отнюдь не полезно для появления жизни. Вода – только важнейший растворитель, среда, в которой протекают необходимые химические реакции, но в ней должны присутствовать сами участники этих процессов, органические и минеральные вещества. Неясно, достаточно ли их на планетах, похожих на гигантские аквариумы.
Предыстория планетной системы, смоделирована Каймановы Унтерборном, тоже не способствует жизни. Как и другие звезды такого типа, в первое время после образования TRAPPIST-1 (и ее планет) она была намного ярче. Однако ее светимость быстро падала, а с ней уменьшалась и предел льда – расстоянии, начиная с которой тепла уже недостаточно и жидкая вода на землеподобных планетах неизбежно замерзает.
Но при этом и сами планеты все ближе подходили к звезде. Показано, что они образовались в более отдаленных областях и постепенно мигрировали к центру. Сегодня система стала примерно вдвое меньше, чем в начале своего существования, – и сближение продолжается.
