Астрономы разработали альтернативный метод определения обитаемых зон вокруг двойных систем
Экзопланета, вращающаяся вокруг двоичной звездыПредыдущие попытки определения границ зон обитания планет в двойной системе – условных космический областей, благоприятных для возникновения жизни, были направлены на анализ пространственной протяжности зоны, которую рассчитывали аналитически, комбинируя поля излучения обеих звёзд.
Альтернативой таких «пространственных методов» анализа зон обитания, является числовой анализ «орбитальной обитаемой зоны», направленный на определение орбитальных параметров планеты – а именно фазы её движения. Новый метод дает больше возможностей для анализа, например, эксцентричной орбиты планеты. К тому же полученные таким способом данные намного проще согласовать с данными, собранными многочисленными космическими аппаратами, которые проводят наблюдения за экзопланетами.
Для использования метода анализа «орбитальной зоны обитания» необходимо огромное количество климатических моделей, которые бы позволили исследовать пространственные параметры. Учёные смогли найти выход из этой ситуации, благодаря использованию модели широтного энергетического баланса (LEBM — Latitudinal Energy Balance Models), которая обрабатывает инсоляцию планеты от обеих звезд (включая взаимные затмения). Инсоляция – это количество энергии, получаемой от звезды за единицу времени на единицу площади. Этот процесс чем-то схож на способность планетарной атмосферы поглощать, передавать и терять тепло.
Не так давно астрономы представили данные, полученные «орбитальным» методом для нескольких известных планетарных систем: Kepler-16, Kepler-34, Kepler-35, Kepler-47 и PH-1. В целом орбитальные данные в нулевом эксцентриситете совместимы с пространственными параметрами. Всё же астрономам, использующим новый метод удалось обнаружить некоторые подписи изменчивости, которые совпадают с резонансами между двоичной системой и орбитальными периодами планеты. Астрономам удалось подтвердить, что подобные Земле планеты, вращающиеся вокруг двойной звезды Kepler-47, находящейся на расстоянии порядка 5 тысяч световых лет от Земли, могли содержать жидкую воду, несмотря на текущую переменчивость относительно её эксцентриситета.
Учёные объясняют, что в случае с двойной системой S-типа, то есть когда звезда и планета, обращаются вокруг ещё одной звезды, фактически важно расстояние от экзопланеты до звезды, вокруг которой она собственно и обращается. Эксцентриситет в этом случае абсолютно не имеет значения, поскольку в двойной системе экзопланеты могут появиться исключительно на круговых орбитах, ввиду того, что экзотические траектории являются весьма нестабильными. Если появилась экзопланета, то в таких системах она однозначно будет обращаться по идеальной окружности и таким образом границы обитаемой зоны очерчены расстоянием до звезды.
Если же планета вращается вокруг двух звёзд, то следует учитывать не только расстояние до них, но фазу движения. Как правило, в таких системах Р-типа горячая область имеет форму эллипсоида, вращающегося вокруг своей оси. Таким образом, даже если планета движется по круговой орбите помимо обычной смены сезонов, она испытывает периоды похолодания и потепления.
Также было подтверждено, что экзопланета Kepler-16 b, вращающаяся вокруг двойной звезды Kepler-16, находится за пределами зоны обитания. Хотя этот вывод и является весьма неоднозначным.
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
