Почему важно искать экзопланеты в тройных звездных системах и сколько их мы можем там найти? Об этом говорится в недавнем исследовании, принятом Астрофизика и космическая наука надеется обратиться к паре исследователей из Техасского университета в Арлингтоне, которые исследовали статистическую вероятность существования тройных звездных систем, содержащих экзопланеты. Это исследование может помочь исследователям лучше понять формирование и эволюцию тройных звездных систем и понять, подходят ли они для поиска жизни в том виде, в котором мы ее знаем.
Здесь, Вселенная сегодня обсуждает это невероятное исследование с доктором Манфредом Кунцем, профессором физики Техасского университета в Арлингтоне и ведущим автором исследования, относительно мотивации исследования, наиболее значимых результатов, важности изучения тройных звездных систем и вероятность обнаружения экзожизни в тройных звездных системах. Итак, какова была мотивация исследования?
Доктор Кунц рассказывает Вселенная сегодня«Возраст и металличность (то есть количество тяжелых элементов = элементов, отличных от водорода и гелия) являются фундаментальными свойствами звезд – утверждение, которое применимо ко всем звездам. Учитывая, что большинство звезд (что, однако, не относится к Солнцу) являются членами систем более высокого порядка, изучение звезд в тройных звездных системах является естественным продолжением исследований, сосредоточенных на одиночных звездах».
Для исследования ученые провели статистический анализ возраста и металличности тройных звездных систем, в общей сложности 27 подтвержденных экзопланет на основе прошлых исследований, при этом количество экзопланет в каждой системе варьируется от 1 до 5. Возраст Возраст тройной звездной системы с погрешностью колебался от 20 до 7,2 миллиарда лет. Для сравнения: возраст нашего Солнца оценивается чуть больше, чем 4,6 миллиарда лет.
Металличность звездных систем с погрешностью колебалась от -0,59 до +0,56, что часто рассчитывается на основе соотношения железа и водорода (Fe/H), а также рассчитывается по уравнению X + Y + Z. =1, где X — доля водорода, Y — доля гелия, а Z — все остальное (т. е. углерод, кислород, кремний, железо и т. д.). Эти значения варьируются от -4,5 до +1,0, при этом звезды имеют значения 0, -1, больше 0 и меньше 0, что указывает на то, что звезда равна по содержанию железа нашему Солнцу, что составляет одну десятую от содержания железа на нашем Солнце, больше металла. содержание, чем наше Солнце, и меньшее содержание металлов, чем наше Солнце, соответственно. Итак, каковы были наиболее значимые результаты этого исследования?
«Были выявлены два весьма значимых результата», — говорит доктор Кунц. Вселенная сегодня. «Во-первых, звезды в тройных звездных системах в среднем заметно моложе звезд, расположенных в окрестностях Солнца. Наиболее правдоподобным объяснением является возможный эффект двойного отбора из-за относительно высокой массы планет-хозяев звезд этих систем (которые проводят меньше времени на главной последовательности, чем звезды малой массы) и того, что планеты в тройных звездных системах могут быть длинными. -терм орбитально неустойчив. Звездная металличность этих звезд в среднем подобна солнечной; однако из-за ограниченного количества данных этот результат не противоречит предыдущему выводу о том, что звезды с планетами, как правило, богаты металлами, поскольку полученное распределение металличности относительно широко».
Расстояния до соответствующих тройных звездных систем колеблются от 4,3 до 1870 световых лет от Земли, но только 6 из 27 тройных звездных систем находятся в пределах 100 световых лет от Земли. Эти шесть тройных звездных систем включают Альфу Центавра (4,3 световых года), Эпсилон Инди (11,9 световых лет), LTT 1445 (22,4 световых года), Глизе 667 (23,6 световых лет), 94 Кита (73,6 световых лет). и Пси1 Драконис (74,5 световых лет), при этом общее количество экзопланет (с кандидатами в экзопланеты) в каждой системе составляет 3 (2), 1, 1, 2 (1), 1 и 1 соответственно. Для сравнения: по состоянию на сентябрь 2024 года общее количество подтвержденных экзопланетных систем в нашем космосе составляет более 4300, что включает почти 5800 экзопланет. Но, несмотря на небольшое количество тройных звездных систем, в которых расположены экзопланеты, в чем важность изучения тройных звездных систем?
Доктор Кунц рассказывает Вселенная сегодня«Большинство звезд (что, однако, не относится к Солнцу) являются членами систем более высокого порядка, особенно двойных – и в менее частых случаях тройных звездных систем, а также систем еще более высокого порядка. Таким образом, изучение планет, расположенных в тройных звездных системах, является естественным продолжением стандартного подхода, сосредоточенного на планетах вокруг одиночных звезд. Настоящее исследование сосредоточено на некоторых свойствах звезд в тройных звездных системах, которые, как известно, также содержат планеты (а) – относительно редкая ситуация. Важность текущего исследования заключается в расширении нашего общего понимания систем звезд и планет».
Что касается Альфы Центавра, было подтверждено, что экзопланета Проксима Центавра b является земной (скалистой), имеет размер примерно с Землю как по радиусу, так и по массе и вращается в пределах обитаемой зоны (HZ) Проксимы Центавра, одной из звезд, которые составляют тройную звездную систему Альфа Центавра. Единственная другая экзопланета земного типа, вращающаяся в пределах ГЦ своей звезды, — это Глизе 667 Cc, масса и радиус которой больше Земли, что определяет ее как супер-Землю. Следовательно, учитывая небольшое количество тройных звездных систем, в которых есть экзопланеты, и еще меньше тех, которые содержат экзопланеты земной группы, вращающиеся в ее ГЦ, какова вероятность обнаружения экзожизни в тройных звездных системах?
«Единственная планета, на которой мы точно знаем, что жизнь существует, — это Земля», — говорит доктор Кунц. Вселенная сегодня. «Однако благодаря наблюдательным и теоретическим исследованиям в течение многих десятилетий упорной работы ученые убеждены, что экзожизнь почти наверняка реальна. Это утверждение должно относиться и к планетам тройных звездных систем. Однако эти планеты, как правило, подвергаются относительно переменным воздействиям окружающей среды (например, различному количеству радиации, получаемой звездными компонентами), что, как ожидается, снизит вероятность появления развитых форм жизни, но все равно должно способствовать микробной жизни, особенно экстремофилам».
По мере того, как число подтвержденных экзопланет продолжает расти, должно расти и число подтвержденных тройных звездных систем, в которых находятся экзопланеты. Когда поклонники научной фантастики читают о многозвездных системах, они почти сразу же вспоминают культовую сцену из Звездные войны: Новая надежда Люка Скайуокера, наблюдающего за двумя звездами, садящимися на горизонте. Хотя Татуин был пригоден для проживания людей и других интересных форм жизни, в реальном мире это могло быть не так, как показывает Проксима Центавра b, которая в настоящее время является единственной похожей на Землю экзопланетой, вращающейся по своей орбите в пределах 100 световых лет от Земли. Итак, какие ограничения должны наложить ученые на поиск жизни в тройных звездных системах? Должны ли мы вместо этого изучать их спутники, как показано в фильме Аватар изобразил полуобитаемую луну Пандору, вращающуюся вокруг гораздо большей экзопланеты в системе Альфа Центавра? Действительно ли тройные звездные системы с экзопланетами настолько редки, как показывает сегодняшняя статистика?
«Поиск жизни за пределами планеты Земля продолжает оставаться увлекательной темой», — говорит доктор Кунц. Вселенная сегодня. «Политическая и общественная поддержка текущих и будущих космических миссий высоко ценится. Мы, как ученые, благодарны налогоплательщикам по всему миру за постоянную поддержку, но особенно здесь, в США».
Какие новые открытия о тройных звездных системах сделают исследователи в ближайшие годы и десятилетия? Только время покажет, и именно поэтому мы занимаемся наукой!
Как всегда, продолжайте заниматься наукой и продолжайте искать!
Ссылка: Кунц, Манфред и Патель, Шаан Д. «О возрасте и металличности систем тройных звезд, на которых расположены планеты». Астрофизика и космическая наука (2024) (принято)
