Существуют ли у семи планет системы TRAPPIST-1 собственные спутники: выводы ученых

Новое научное исследование указывает на то, что у семи землеподобных планет системы TRAPPIST-1 теоретически могут существовать спутники. Вот что стало известно об этом.Художественное изображение системы TRAPPIST-1 во время прохождения транзита двух из семи известных планет. TRAPPIST-1 (также известна как 2MASS J23062928-0502285 или EPIC 246199087) — одиночная звезда, вокруг которой вращаются семь планет, три из которых находятся в зоне обитаемости. Эта звезда расположена в созвездии Водолея на расстоянии 39,5 световых лет от Солнца. Планетная система была открыта в 2016-2017 годах.Источник: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt (IPAC)

Семь каменистых планет земного типа системы TRAPPIST-1, находящейся примерно в 40 световых годах от Земли, могут иметь свои собственные луны — но только маленькие и очень близко расположенные к планетам-носителям. К такому выводу пришли астрономы в новом исследовании, результаты которого опубликованы на препринт-сервере arXiv.

Результаты симуляций

Группа исследователей во главе с Шубхамом Деем и Шоном Рэймондом провела тысячи компьютерных симуляций, моделируя потенциальные орбиты спутников вокруг каждой из семи планет системы TRAPPIST-1. Ученые вводили по сто виртуальных спутников для каждой планеты, располагая их от предела Роша — минимального расстояния, при котором гравитационные приливы разрушают лунное тело — до половины радиуса Хилла, за пределами которого гравитация звезды может «утащить» спутник.

Сравнение размеров, плотности и освещенности планет системы TRAPPIST-1 с планетами Солнечной системы. Зеленым цветом выделена зона обитаемости.Источник: https://commons.wikimedia.org/

При моделировании влияния соседних планет, устойчивая зона орбит значительно уменьшилась. Гравитационные взаимодействия между всеми семью планетами оказывают совместное воздействие, сокращая область, в которой могут существовать спутники. Наиболее заметные эффекты, ставящие под сомнение возможность существования лун, наблюдаются у ближайшей внутренней планеты TRAPPIST-1 b и у четвертой планеты TRAPPIST-1 e, находящейся в условной зоне обитаемости системы.

Тем не менее, даже с учетом этого «резонансного сжатия», стабильные орбиты вокруг всех семи планет все еще возможны, если спутники располагаются очень близко к ним.

Причины малых размеров спутников

Крупные спутники с течением времени не смогут удерживать безопасное расстояние. Приливные силы постепенно замедляют их орбитальное движение, и такие спутники рано или поздно упадут на поверхность планеты, пусть и через миллиард лет. Теоретически только луны с массой менее 10⁻⁷ массы Земли (M⊕) могут сохранять устойчивость на протяжении жизни системы. У планет, находящихся дальше от центральной звезды, эти ограничения менее строгие, но все же позволяют существовать лишь небольшим спутникам.

Сравнение размеров Солнца и звезды TRAPPIST-1. Из-за того, что эффективная температура этой маленькой звезды значительно ниже солнечной, она выглядит более красной.Источник: https://commons.wikimedia.org/

Значение данного исследования

Система TRAPPIST-1 уже давно привлекает внимание ученых как уникальная система с семью землеподобными планетами, три из которых находятся в зоне возможной обитаемости. Оставался открытым вопрос о том, могут ли такие плотные и резонирующие системы удерживать естественные спутники. Новое исследование демонстрирует, что это теоретически возможно, хотя современные технологии еще не способны идентифицировать и наблюдать такие объекты в любом диапазоне электромагнитного спектра.

На данный момент ни одна «экзолуна» (спутник, вращающийся вокруг планеты вне Солнечной системы) не была подтверждена, несмотря на активные поиски и

Фото: hi-tech.mail.ru