Астрономы открыли семь планет, связанных гравитационной "цепью"
Новые наблюдения за планетами системы TRAPPIST-1, самой большой "семьей" двойников Земли, показали, что вращение всех семи из них синхронизировано друг с другом благодаря гравитационным взаимодействиям между ними, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.
В мае прошлого года астрономы из MIT заявили об открытии крайне необычной звездной системы в ближайшей округе Земли - TRAPPIST-1, удаленной от нас всего на 40 световых лет в сторону созвездия Водолея. Все три планеты, вращающиеся вокруг этого красного карлика, находятся внутри так называемой "зоны жизни", где вода может существовать в жидком виде, и предположительно обладают массой, сопоставимой с земной.
Позже ученые изучили спектр лучей звезды TRAPPIST-1, пытаясь изучить состав атмосферы ее планет, и неожиданно обнаружили, их на самом деле не три, а семь, причем шесть из них находятся в пределах зоны жизни. Все эти планеты обладают почти "земными" размерами и обладают марсианским или земным климатом, за исключением первой планеты, TRAPPIST-1b, похожей больше на Венеру, чем Марс или Землю. Ученых интересовало, есть ли в этой звездной системе другие планеты, и они пытались изучить орбиту последней планеты, TRAPPIST-1h, которую ее первооткрыватели видели лишь один раз.
Эти наблюдения раскрыли любопытный феномен - оказалось, что вращение всех планет вокруг звезды было синхронизировано друг с другом. К примеру, планета TRAPPIST-1b совершала два витка за то время, которое ее "соседка" TRAPPIST-1c тратила на один проход орбиты, TRAPPIST-1h облетала красный карлик за 13 "лет" на TRAPPIST-1b, и так далее. Наблюдая за этим "космическим балетом", ученые смогли вычислить точную продожительность года на последней планете - 18,77 дня, и определить ее радиус - три четверти от земного.
Как обьясняют ученые, гравитационное взаимодействие планет, звезд и малых небесных тел часто приводит к тому, что они начинают вращаться друг вокруг друга или вокруг какого-то другого объекта со строгой математической периодичностью. Ярким примером этого является трио спутников Юпитера - Ганимед, Европа и Ио. За то время, пока Ганимед совершает один оборот вокруг планеты гиганта, Европа делает ровно два витка по своей орбите, а Ио - четыре.
Подобный "космический балет" не является случайностью - орбитальные резонансы являются продуктом сложных гравитационных взаимодействий между планетами, благодаря чему астрономы могут узнавать некоторые детали из прошлого Солнечной системы и экзомиров, опираясь на известные нам примеры "танцев в космосе".
Соответственно, изучение этих "семи сестер" может помочь нам понять, почему распадаются подобные гравитационные "цепи" и как на них влияют размеры, масса и другие свойства планет и диска, в котором они родились.
К примеру, ученые полагают, что подобные тесные отношения между планетами у TRAPPIST-1 сохранились по той причине, что диск, в котором они родились, обладал относительно небольшой массой, из-за чего планеты мигрировали в сторону красного карлика достаточно медленно.
Главным следствием этих "танцев в космосе" для самих планет, как объясняет Люгер, является то, что их недра разогреваются под действием приливных сил, порождаемых их гравитационными взаимодействиями. Благодаря этому они четыре ближних к звезде планеты вырабатывают значительно больше тепла, чем Земля, несмотря на тусклость и холодность самой звезды TRAPPIST-1.
Несмотря на это, последняя планета системы, TRAPPIST-1h, вряд ли сможет поддерживать жизнь - она получает примерно на треть меньше тепла, чем Земля, и жидкая вода на ней сможет существовать только в том случае, если ее поверхность покрывает толстая корка льда толщиной в 2,8-3 километра.
С другой стороны, ученым удалось найти всего одну вспышку на поверхности звезды за все время наблюдений, что примерно в 40 раз меньше, чем у других красных карликов. Это заметно повышает вероятность того, что эти планеты обладают атмосферой и что потенциальная жизнь на их поверхности не была уничтожена мощными проявлениями активности их звезды.
