Траппист-1 — удивительная экзопланетная система. Семь миров вращаются вокруг красного карлика, находящегося всего в 40 световых годах от нас. Все миры похожи на Землю по массе и размерам, и 3 или 4 из них потенциально обитаемы. Представьте себе, что вы исследуете систему богатых жизнью миров, находящихся на расстоянии легкого путешествия друг от друга. Это чудесная мечта, но, как показывает новое исследование, маловероятно, что в системе существует жизнь. Более вероятно, что планеты бесплодны и лишены атмосферы.
Траппистская система привлекла много внимания с момента ее открытия в 2017 году, потому что на первый взгляд она кажется идеальной системой для инопланетной жизни. Множество теплых земных миров, похожих на нашу внутреннюю Солнечную систему. Но один вопрос заключался в том, подходят ли красные карлики для обитаемых миров. Красные карлики намного холоднее Солнца, поэтому любой обитаемый мир должен вращаться вокруг звезды очень близко. Также известно, что красные карлики имеют интенсивные солнечные вспышки, которые могут испечь близлежащие планеты рентгеновским излучением и создать другие опасности. Сможет ли жизнь пережить эти угрозы в течение миллиардов лет? Если траппист-1 типичен, ответ, похоже, отрицательный.
Эта новая работа рассматривает потенциальные атмосферы траппистских планет. Наблюдения с JWST подтвердили, что у двух самых внутренних планет отсутствует какая-либо значимая атмосфера, но это было ожидаемо. В нашей системе Меркурий не имеет атмосферы. Но обычно считалось, что более холодные и отдаленные миры Трапписта-1 могут сохранять атмосферу. Поэтому команда обратилась к компьютерному моделированию.
Учитывая наблюдения Трапписта-1 и других красных карликов, авторы рассчитали количество высокоэнергетического излучения, которое звезда, вероятно, излучает с течением времени. Затем они смоделировали воздействие этого излучения на возможные ранние атмосферы внешних траппистских экзопланет. Исходя из этого, они смоделировали скорость атмосферного испарения. Все планеты со временем теряют часть атмосферы, даже Земля. Вопрос в том, насколько и как быстро. Команда обнаружила, что для траппистских миров ответ — много и быстро.
Судя по нынешним уровням радиации Трапписта-1, даже его внешние планеты потеряют газы, необходимые для атмосферы Земли, в течение нескольких сотен миллионов лет. Такие планеты, как Земля, Марс и Венера, в молодости имели очень плотную атмосферу, поэтому мы можем предположить, что траппистские миры тоже имели бы такую же атмосферу. Но молодые красные карлики испускают еще более высокоэнергетическое излучение, поэтому атмосфера будет испаряться еще быстрее. Поскольку Траппист-1 немного старше нашего Солнца, ему около 8 миллиардов лет, любая атмосфера, которая могла бы быть в траппистских мирах, вероятно, давно исчезла.
Таким образом, система Траппист-1, скорее всего, представляет собой не что иное, как совокупность теплых сухих камней. И это может быть верно для большинства других систем красных карликов. Это имеет довольно серьезные последствия для возможности внеземной жизни. Красные карлики составляют около 75% звезд в нашей галактике, по сравнению с 8% звезд, подобных Солнцу. Если красные карлики лишат атмосферы своих миров, то большинство планетных систем станут безжизненными.
Так что оглянитесь вокруг. Яркая жизнь, которую вы видите, может быть гораздо более редкой, чем мы думали.
Ссылка: Ван Луверен, Гвенаэль и др. «Воздушные миры или бесплодные скалы? О живучести вторичных атмосфер вокруг планет TRAPPIST-1». Препринт arXiv arXiv:2401.16490 (2024).
