Мир «Звездных войн» Татуин — одна из самых узнаваемых планет в области научной фантастики. Это суровое место, и его условия во многом сформировали героя Люка Скайуокера. Во вселенной, основанной на реальности, может быть не так уж много таких миров. Это потому, что, согласно новому исследованию исследователей из Йельского университета, Вселенная любит быть более упорядоченной, и это влияет на планеты и их окружающую среду.
Исследование, проведенное доцентом Йельского университета Маленой Райс и двумя коллегами, изучало двойные звездные системы с планетами. Во многих из этих систем планеты вращаются вокруг одной из двух звезд. «Мы впервые показываем, что существует неожиданное скопление систем, в которых все согласовано», — сказала Райс. «Планеты вращаются точно в том же направлении, в котором вращается первая звезда, а вторая звезда вращается вокруг этой системы в той же плоскости, что и планеты».
Поиск планет двойной звездной системы
Чтобы прийти к такому выводу, команда Райс изучила данные о двоичных системах в нескольких базах данных. Они также рассматривали кандидатов с тремя звездами. Каталог Gaia DR3 предоставил высокоточную звездную астрометрию. Такая точность имеет решающее значение для определения разделения и расстояний между двойными системами и связанными с ними мирами. Архив экзопланет НАСА предоставил параметры планетных систем, а каталог свойств транзитных планет TEPCat предоставил информацию о физических свойствах в системах, где планетарные орбиты пересекаются на луче зрения между звездой и Землей.
Команда использовала все данные для создания трехмерной геометрии карт планет в двойных звездных системах. Оказывается, девять из 40 изученных ими систем имели «идеальную согласованность». То есть у них есть совместное спин-орбитальное и орбитально-орбитальное выравнивание. Это означает, что из-за регулярных периодических гравитационных взаимодействий планеты и звезды движутся по орбитам, выровненным друг с другом. Другими словами, все в системе вращается в одной плоскости и одном направлении.
По мнению Райс, эта тенденция к некоторому уровню синхронности может быть одним из способов поиска бинарных систем, в которых есть жизнь. «Это может быть признаком того, что планетарные системы стремятся к упорядоченной конфигурации», — сказала она. «Это также хорошая новость для формирования жизни в этих системах. Звездные спутники, расположенные по-разному, могут сеять хаос в планетных системах, опрокидывая их или вызывая резкий нагрев планет с течением времени».
Несовпадение планет и звездных орбит
В системах, которые не выровнены (иногда их называют «невыровненными»), условия на планетах не кажутся многообещающими. Большая часть окружающей среды в таких мирах вообще не будет благоприятной для жизни или условий, благоприятных для жизни. Миры в таких системах могут быть полностью замороженными или полностью сухими и пустынными. Или их орбиты могут быть нерегулярными, поскольку они вращаются слишком близко или слишком далеко от своих звезд. В этом случае их поверхность могла бы быть лавой или льдом или меняться от одной крайности к другой.
Несовпадение может фактически полностью выкинуть планеты из системы. В этом случае планета будет выброшена в межпланетное пространство и станет планетой-изгоем. Такие миры не имеют преимущества тепла от ближайшей звезды. Последствия для жизни и обитаемости на этих планетах довольно мрачны.
Умеренные миры в бинарных системах
Если исследование, проведенное Райс и ее коллегами, применимо к множеству бинарных систем, какие миры мы ожидаем увидеть? Конечно, вымышленный Татуин выглядит устрашающе, но в то же время манит к исследованию. В действительности, если расположение орбит стабильно, то можно думать о обитаемых мирах вокруг этих звезд. В зависимости от условий некоторые из них могут быть весьма милыми и гостеприимными.
Однако ожидать разумного, умеренного климата, подобного земному, в таком далеком мире — это немного натянуто. Это будет сильно отличаться от того, что мы испытываем здесь, дома. Это потому, что планета в такой системе получает свет от двух звезд. В течение части года у всех жителей будет непрерывный дневной свет от каждой звезды, освещающей определенную сторону планеты. Однако температура на поверхности будет меняться в зависимости от расстояния до звезд. И, по крайней мере, какую-то часть года одна сторона планеты будет нагреваться от обеих звезд, что сделает жизнь ее обитателей довольно неприятной.
Имея это исследование на руках, у астрономов теперь есть возможность искать в базах данных больше двойных систем с выровненными орбитами между звездами и планетами. Кроме того, есть интересные последствия для изучения молодых двойных систем с протопланетными дисками вокруг каждой звезды. Например, астрономы могли бы использовать эти данные, чтобы понять, какие динамические ограничения существуют на дисках в многозвездных системах. Необходимо больше информации о массах и вязкости этих дисков по мере развития их звезд, а также о том, как долго эти диски сохраняются в системе.
Для дополнительной информации
Новое начало: поиск более умеренных Татуинов
Орбитальная геометрия и звездные наклоны многозвездных систем, на которых расположены экзопланеты
