|
В тройных звездных системах могут существовать планеты
|
|
|
|
Почему так важно искать экзопланеты в тройных звездных системах и сколько их там можно найти? Именно на это надеется ответить недавнее исследование, опубликованное Astrophysics & Space Science после того, как пара исследователей из Техасского университета в Арлингтоне изучили статистическую вероятность существования экзопланет в тройных звездных системах. Это исследование может помочь исследователям лучше понять формирование и эволюцию тройных звездных систем и то, подходят ли они для жизни в том виде, в каком мы ее знаем. Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv.
|
|
|
|
Здесь Universe Today обсуждает это невероятное исследование с доктором Манфредом Кунцем, профессором физики Техасского университета в Арлингтоне и ведущим автором исследования, о мотивации исследования, наиболее значимых результатах, важности изучения тройных звездных систем и вероятности обнаружения экзожизни в тройных звездных системах. звездные системы.
|
|
|
|
Какова была мотивация этого исследования?
|
|
|
|
Доктор Кунц рассказывает Universe Today: "Возраст и металличность (то есть количество тяжелых элементов, отличных от водорода и гелия) являются фундаментальными свойствами звезд, и это утверждение применимо ко всем звездам. Учитывая, что большинство звезд (за исключением Солнца) являются членами систем более высокого порядка, изучение звезд в тройных звездных системах является естественным продолжением исследований, сосредоточенных на одиночных звездах."
|
|
|
|
|
|
|
Для исследования исследователи провели статистический анализ, касающийся как возраста, так и металличности тройных звездных систем, в общей сложности 27 подтвержденных экзопланет, основанный на предыдущих исследованиях, при этом количество экзопланет в каждой системе варьировалось от 1 до 5. Возраст тройной звездной системы, с некоторыми погрешностями, варьировался от 20 миллионов до 7,2 миллиардов лет. Для сравнения, возраст нашего Солнца оценивается немногим более чем в 4,6 миллиарда лет.
|
|
|
|
Металличность звездных систем с допустимой погрешностью варьировалась от -0,59 до +0,56, что часто рассчитывается на основе соотношения железа и водорода (Fe/H), а также по уравнению X + Y + Z =1, где X - доля водорода, Y - это доля гелия, а Z - все остальное (например, 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 содержание железа в звезде равно содержанию железа в нашем Солнце, составляет одну десятую от содержания железа в нашем солнце, больше, чем в нашем солнце, и меньше, чем в нашем солнце. солнце, соответственно.
|
|
|
|
Каковы были наиболее значимые результаты этого исследования?
|
|
|
|
"Были получены два чрезвычайно важных результата", - говорит доктор Кунц в интервью Universe Today. "Во-первых, звезды в тройных звездных системах в среднем заметно моложе звезд, расположенных по соседству с Солнцем. Наиболее правдоподобным объяснением является возможный эффект двойного отбора из-за относительно высокой массы звезд, содержащих планеты в этих системах (которые проводят на главной последовательности меньше времени, чем звезды с малой массой), и того, что планеты в тройных звездных системах могут быть долговременными и неустойчивыми по орбите.
|
|
|
|
"Металличность этих звезд в среднем подобна солнечной; однако из-за ограниченного объема данных этот результат не противоречит предыдущему выводу о том, что звезды с планетами, как правило, богаты металлами, поскольку полученное распределение металличности относительно широкое".
|
|
|
|
Расстояния до соответствующих тройных звездных систем варьируются от 4,3 до 1870 световых лет от Земли, но только 6 из 27 тройных звездных систем находятся на расстоянии менее 100 световых лет. Эти шесть тройных звездных систем включают Альфу Центавра (4,3 световых года), Эпсилон Индии (11,9 световых лет), LTT 1445 (22,4 световых года), Глизе 667 (23,6 световых года), 94 Кита (73,6 световых года) и Psi1 Дракона (74,5 световых года)., при этом общее количество экзопланет (с кандидатами в экзопланеты, указанными в круглых скобках) в каждой системе равно 3 (2), 1, 1, 2 (1), 1, и 1 соответственно.
|
|
|
|
Например, по состоянию на сентябрь 2024 года общее число подтвержденных экзопланетных систем в нашем космосе составляет более 4300, что включает в себя почти 5800 экзопланет.
|
|
|
|
Несмотря на небольшое количество тройных звездных систем, в которых находятся экзопланеты, в чем важность изучения тройных звездных систем?
|
|
|
|
Доктор Кунц рассказывает Universe Today: "Большинство звезд (за исключением Солнца) являются членами систем более высокого порядка, особенно двойных, а в менее распространенных случаях — тройных звездных систем и систем еще более высокого порядка.
|
|
|
|
"Таким образом, изучение планет, находящихся в тройных звездных системах, является естественным продолжением стандартного подхода, направленного на изучение планет, вращающихся вокруг одиночных звезд. Текущее исследование сосредоточено на некоторых свойствах звезд в тройных звездных системах, которые, как известно, также содержат планеты, что встречается относительно редко. Важность текущего исследования заключается в расширении нашего общего понимания звездно-планетных систем."
|
|
|
|
Что касается Альфы Центавра, то экзопланета Проксима Центавра b, как было подтверждено, является земной (скалистой), размером примерно с Землю как по радиусу, так и по массе, и вращается в пределах обитаемой зоны (HZ) Проксимы Центавра, одной из звезд, входящих в тройную звездную систему Альфа Центавра.
|
|
|
|
Единственной другой земной экзопланетой, вращающейся в пределах орбиты своей звезды, является Глизе 667 куб.см, масса и радиус которой больше, чем у Земли, что позволяет отнести ее к категории суперземель.
|
|
|
|
Учитывая небольшое количество тройных звездных систем, в которых есть экзопланеты, и еще меньшее количество экзопланет земного типа, вращающихся вокруг своей орбиты, какова вероятность обнаружения экзожизни в тройных звездных системах?
|
|
|
|
"Единственная планета, на которой мы точно знаем, что жизнь существует, - это Земля", - говорит доктор Кунц в интервью Universe Today. "Однако, благодаря наблюдениям и теоретическим исследованиям, проведенным в течение многих десятилетий напряженной работы, ученые убеждены, что экзожизнь почти наверняка существует. Это утверждение также должно быть применимо к планетам в тройных звездных системах.
|
|
|
|
"Однако эти планеты, как правило, подвержены относительно переменному воздействию окружающей среды (например, переменному количеству радиации, получаемой звездными компонентами), что, как ожидается, снизит вероятность появления высокоразвитых форм жизни, но все же должно способствовать развитию микробной жизни, особенно экстремофилов".
|
|
|
|
По мере того как число подтвержденных экзопланет продолжает расти, должно увеличиваться и число тройных звездных систем, в которых находятся экзопланеты. Когда поклонники научной фантастики читают о многозвездных системах, они почти сразу вспоминают культовую сцену из "Звездных войн: новая надежда", в которой Люк Скайуокер наблюдает за двумя звездами, заходящими за горизонт.
|
|
|
|
В то время как Татуин был пригоден для жизни людей и других интересных форм жизни, в реальном мире это может быть не так, о чем свидетельствует Проксима Центавра b, которая в настоящее время является единственной экзопланетой земного типа, вращающейся по своей орбите в пределах 100 световых лет от Земли.
|
|
|
|
Итак, какие ограничения должны соблюдать ученые при поиске жизни в тройных звездных системах? Следует ли нам вместо этого изучать их спутники, поскольку в фильме "Аватар" была показана полуобитаемая луна Пандора, вращающаяся вокруг гораздо более крупной экзопланеты в системе Альфа Центавра? Действительно ли тройные звездные системы с экзопланетами так редки, как показывает современная статистика?
|
|
|
|
"Поиск жизни за пределами планеты Земля продолжает оставаться интересной темой", - говорит доктор Кунц в интервью Universe Today. "Мы высоко ценим политическую и общественную поддержку текущих и будущих космических миссий. Мы, как ученые, благодарны налогоплательщикам по всему миру за постоянную поддержку, но особенно здесь, в США".
|
|
|
|
Источник
|
