Im Gegensatz zu den "Ankündigungen" vieler russischer Medien wurde kein außerirdisches Leben entdeckt. Die tatsächliche Anzahl potenziell bewohnbarer Planeten im TRAPPIST-1-System beträgt jedoch nicht drei, sondern sieben. Mit ziemlicher Sicherheit sind jedoch noch nicht alle bewohnt.
Die gestrige Nachricht von der Entdeckung eines Systems von sieben erdähnlichen Planeten in der Nähe eines ultrakalten roten Zwergs in 40 Lichtjahren Entfernung war eine echte Sensation. Und es wirft eine Reihe sehr schwieriger Fragen auf. Wie kommt es, dass ein Roter Zwerg so viele feste Planeten hat? Warum sind sie so eng zusammengekauert, dass drei von ihnen gleichzeitig in die formale Lebensraumzone fielen? Wie viele von ihnen sind tatsächlich drin? Und gibt es Ozeane?
Sieben Planeten sind nur eine Mindestpunktzahl
Die Veröffentlichung in Nature zu diesem Thema enthält zahlreiche unerwartete Details. Zum Beispiel sind sieben Planeten tatsächlich eine sehr bescheidene Schätzung. Die Hauptquelle für neue Daten zu ihrer Anzahl ist das Spitzer-Weltraumteleskop, das nur für einen 20-tägigen Beobachtungszyklus verwendet wurde. Die Transiterkennung erfordert mindestens einen Durchgang des Exoplaneten zwischen der Scheibe und dem terrestrischen Beobachter. Wenn ein Stern mehr Planeten hat, sein Jahr jedoch länger als 20 Erdentage dauert, können sie auf diese Weise nicht gesehen werden. Um das Problem zu klären, dauerte die Beobachtung viel länger. Nehmen wir das Sonnensystem: Um die Erde mit der Transitmethode zu finden, wäre es für außerirdische Astronomen gut, ein Jahr lang auf die Sonnenscheibe zu schauen. Und um den hypothetischen neunten Planeten zu sehen - von 10 bis 20.000 Jahren. Hätten sie 20 Tage beobachtet, hätten sie nicht einmal Merkur entdeckt. Daher sind die neuen sieben Planeten diejenigenWas war am einfachsten zu finden und nicht die gesamte Planetenbevölkerung eines fernen Systems.
Eine so große Anzahl von Planeten ist nicht sehr verbreitet, da TRAPPIST-1 12-mal leichter als die Sonne ist. Ja, es gibt schwerere Elemente (109% des Sonnenniveaus). Feste Planeten und die Kerne von Gasriesen werden aus ihnen "gemacht". Bei einer solchen "metallischen" Zusammensetzung ist der Multiplanetaryismus also nicht überraschend. Eine andere Sache ist auffällig: Normalerweise zeigen rote Zwerge keine solche "Metallizität". In dieser Hinsicht ist der Stern völlig untypisch, anscheinend entstand er in einer Region, die abnormal mit schweren Elementen gesättigt ist.
Die Enge ist wie in einer Gemeinschaftswohnung - und das ist gut so
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Der erste Planet im System, TRAPPIST-1b, ist ungefähr 1,6 Millionen Kilometer von seinem Stern entfernt (vier Abstände von Erde zu Mond), und der siebte Planet, TRAPPIST-1h, ist weniger als 10 Millionen Kilometer entfernt. Dies ist kein Planetensystem, sondern eine "Gemeinschaftswohnung", in der die Dichte der Planeten zehnmal höher ist als unsere. Die Monde des Jupiter befinden sich in einer Entfernung von bis zu 30 Millionen Kilometern von ihrem Planeten, und tatsächlich ist seine Schwerkraft viel schwächer. Die Autoren der Arbeit glauben, dass die Planeten in solch einer Enge einfach nicht entstehen könnten, sie hätten nicht genug Material für die protoplanetare Scheibe. Für die großen Satelliten des Jupiter wurde vor langer Zeit gezeigt, dass sie weiter vom Planeten entfernt sind als jetzt und dann allmählich dorthin migriert sind.
Die Tatsache, dass TRAPPIST-1-Exoplaneten Migranten sind, ist ein sehr gutes Zeichen. In den ersten zehn Millionen Jahren seines Bestehens kann ein Roter Zwerg sehr starke Fackeln erzeugen, die die Lichtelemente des Planeten, die Atmosphäre und die Hydrosphäre abreißen und von ihnen wegtragen - etwas, ohne das es kein Leben vom terrestrischen Typ geben wird. Die entdeckten sieben Himmelskörper entkamen diesem Schicksal, indem sie ihre "Jugend" in sichereren Umlaufbahnen verbrachten.
Drei bewohnt, sieben oder mehr?
Die Autoren des Artikels in Nature versuchten, in ihren Bewertungen sehr moderat zu sein. Sie gingen davon aus, dass sich nur TRAPPIST-1e, f und g in der bewohnbaren Zone des Systems befinden, die 0,66, 0,38 und 0,26 von der Strahlung erhalten, die die Erde vom Stern erhält. Die Dichte von TRAPPIST-1e ist 20% niedriger als die der Erde, f ist 40% und g ist 6%. Das heißt, sie enthalten alle mehr leichte Elemente, Gase und möglicherweise Wasser. Eine dichtere Atmosphäre speichert die Wärme besser. Der Gezeiteneinschlag eines nahe gelegenen Sterns auf Planeten und Planeten auf einander erwärmt zusätzlich ihre Kerne. Aus diesem Grund kommt es häufig zu Vulkanausbrüchen und einem höheren Wärmefluss vom Zentrum des Planeten. Trotz der geringen Beleuchtung wird das Leben dort theoretisch nicht einfrieren.
Die ersten drei Planeten erhalten jedoch 4,25-, 2,27- und 1,14-mal mehr Strahlung von ihrem Stern. Wenn die heutige Erde noch 14% wärmer wäre, würden die Ozeane schnell darauf kochen. Man sollte jedoch nicht die Bedingungen in einer "Gemeinschaftswohnung" in der Nähe des TRAPPIST-1-Sterns und in einer "anständigen Wohnung" (in der Nähe der Sonne) vergleichen. Alle sieben offenen Planeten von TRAPPIST-1 sind Gezeiten. Das heißt, sie betrachten den Stern immer mit einer Seite und zeigen die andere dem Rest des Kosmos.
Planetenforscher haben lange Zeit Bedingungen auf solchen exotischen Planeten simuliert. Und es stellt sich heraus, dass wenn es keine besonders dichten Atmosphären gibt, es auf der Tagesseite heiß, auf der Nachtseite kalt und auf dem Terminator mit seiner ewigen Morgendämmerung die Bedingungen mittelschwer sind. Dies bedeutet, dass die ersten drei Planeten im Bereich der Terminatoren möglicherweise flüssiges Wasser auf der Oberfläche haben, was die Forscher ehrlich diskutieren.
Aus dem gleichen Grund kann der siebte Planet möglicherweise "lebendig" sein. Ja, sie erhält nur 0,13 der Energie, die die Erde erreicht. Aber auf der Tagesseite bedeutet das 0,26 des Erdniveaus. Mit einer dicken Atmosphäre und einem Kern, der durch Gezeitenwechselwirkung erwärmt wird, ist dies viel. Die Autoren geben zu, dass, wenn sich Wasserstoff in der Atmosphäre des Planeten befindet (ein sehr effektives Treibhausgas), auch bei geringer Sonneneinstrahlung flüssiges Wasser auf der Oberfläche vorhanden ist.
Wie wir sehen können, ist für einen Planeten, der ewig auf seine Sonne schaut, das Konzept der "bewohnbaren Zone", dh einer solchen Entfernung vom Stern, in der Leben möglich ist, noch ziemlich vage. Auf der Tagesseite ist es eine, auf der Nachtseite eine andere, auf dem Terminator - die dritte. Nur in einer sehr dichten Atmosphäre wie der auf Titan wird die Temperatur an allen Punkten der Oberfläche des Exoplaneten ausgeglichen.
Ohne mehr über die Atmosphäre neuer Welten zu erfahren, wird es schwierig sein, die Bewohnbarkeitszonen dort zu bestimmen. Eines ist sicher: Die Schätzung von "drei potenziell bewohnten" ist die niedrigstmögliche. In der Praxis gibt es vielleicht sieben davon und vielleicht noch viel mehr. Es ist bekannt, dass Planeten sehr große Satelliten haben können, auf denen (derselbe Titan) die Atmosphäre dichter ist als die der Erde, und die Meere sind ebenfalls ziemlich groß. Teleskope der nächsten Generation werden benötigt, um die Satelliten dieser sieben Planeten besser kennenzulernen, und bis dahin kann das Leben dort nicht ausgeschlossen werden.
Sieben Welten: Kaum grün, kaum Eis
Auf der Erde ist grüne Vegetation mit Leben verbunden. Dies war jedoch nicht immer der Fall - in jüngerer Zeit waren photosynthetische Organismen auf unserem Planeten sehr oft rot (lila Bakterien). Wenn TRAPPIST1 eine eigene Vegetation auf Exoplaneten hat, ist es unwahrscheinlich, dass es uns gefällt. 95% der Strahlungsenergie eines Roten Zwergs liegt im infraroten Teil des Spektrums. Lokale Pflanzen müssen es verwenden und sie reflektieren auch den nicht grünen Teil des sichtbaren Spektrums, um eine Überhitzung zu vermeiden. Unter Astrobiologen ist die Frage, welche Farbe sie haben wird, immer noch umstritten, aber die meisten sprechen von Schwarz oder Rot oder ihren Kombinationen.
Es gibt jedoch einige gute Nachrichten. Auf solchen Welten bilden sich praktisch keine Eiskappen. Eis an den Polen der Erde schmilzt im Sommer nicht nur, weil es das Licht gut reflektiert. Im infraroten Teil des Spektrums absorbiert Eis fast alles, so dass es dort sehr schnell schmelzen muss. Dies bedeutet, dass der Beginn regelmäßiger Eiszeiten, wie auf der Erde in den letzten Millionen Jahren, dort äußerst unwahrscheinlich ist.
Sollten Sie nach außerirdischen Brieffreunden suchen?
Wie Sie wissen, sollte auf eine Sitzung mit schwarzer Magie deren Enthüllung folgen. Hier ist es: Sie sollten dort keine Funksignale senden. Das Alter des Sterns TRAPPIST-1 beträgt laut Astronomen nur 500 Millionen Jahre, und ein Teil dieser Zeit haben seine Planeten viel weiter von ihrem Stern entfernt verbracht als jetzt. Dies bedeutet, dass es in diesem Planetensystem einfach zu früh ist, um auf die Entstehung eines komplexen Lebens oder sogar des Lebens im Allgemeinen zu warten. Die Erde wurde nach heutigen Konzepten vor 3,5 bis 3,8 Milliarden Jahren, 0,7 bis 1,0 Milliarden Jahre nach ihrer Entstehung, zu einem bewohnten Planeten. Das radikalste Datum ist vor 4,1 Milliarden Jahren. Es ist unwahrscheinlich, dass dort in 100 Millionen Jahren ein Radio erfunden wurde.
Möglicherweise ist das 40 Lichtjahre entfernte System sehr, sehr gut für das Leben geeignet, aber es ist wahrscheinlich zu früh, um auf Kontakt mit seinen Bewohnern zu hoffen. Ihre Zukunft sieht jedoch zuversichtlicher aus als unsere. Der rote Zwerg ist weniger massereich als die gelben (die Sonne) und lebt daher viel länger. Die Ozeane der Erde werden in ein paar Milliarden Jahren wegkochen, und dann wird die Sonne ein weißer Zwerg. Während TRAPPIST-1 für die Bewohner seines Systems für weitere 4-5 Billionen Jahre richtig leuchten kann - tausendmal länger als die Zeit, die für irdisches Leben vorgesehen ist.
Lysyakov Ivan
