|
Необходимо определить новые зоны жизни
|
|
|
|
В начале эры экзопланет цели были довольно просты. Первая заключалась в том, чтобы найти как можно больше экзопланет, чтобы уточнить наше представление о населении экзопланет. Второй задачей было определить, находятся ли какие-либо планеты в пригодных для жизни зонах вокруг своих звезд.
|
|
|
|
Определение пригодной для жизни зоны изначально было простым. Любая планета, находящаяся на достаточном расстоянии от своей звезды, чтобы на ее поверхности была вода в жидком виде, считалась пригодной для жизни.
|
|
|
|
Но теперь, когда астрономы находят все больше и больше экзопланет, определение пригодности для жизни стало более детальным. Ученые часто называют оптимистичную зону пригодности для жизни и консервативную зону пригодности для жизни. Оптимистичная обитаемая зона - это более широкая зона, которая учитывает такие факторы, как геотермальное отопление, которое может расширить ее внешний предел, и такие факторы, как вращение, которое может предотвратить парниковые условия, расширяя ее внутренний предел.
|
|
|
|
Консервативная зона, пригодная для жизни, более ограничена. Ее внутренняя граница - это то место, где планета может страдать от парниковых условий, а более ограниченный внешний предел определяется конденсацией CO2 из атмосферы, которая может ограничить количество тепла, необходимого для поддержания жидкой поверхностной воды.
|
|
|
|
|
|
|
Новое исследование, опубликованное в Monthly Notices Королевского астрономического общества, добавляет больше нюансов в определение обитаемой зоны, развивая идею умеренной зоны. Исследование называется "Две планеты с умеренным климатом размером с Землю и Нептун, вращающиеся вокруг полностью конвективных M-карликов".
|
|
|
|
Соавторами исследования являются Мэдисон Скотт из Школы физики и астрономии Бирмингемского университета и Джорджина Дрансфилд, специалист по экзопланетам из Оксфордского университета.
|
|
|
|
"Поскольку разнообразие экзопланет продолжает расти, важно пересмотреть предположения о пригодности для жизни и классические определения HZ", - пишут авторы. В предыдущих исследованиях для описания некоторых экзопланет использовался термин "умеренный климат". Но некоторые исследователи на самом деле не дали определения этому термину, в то время как другие придумали свои собственные определения. Некоторые использовали его как синоним слова "пригодный для жилья".
|
|
|
|
"В этой работе мы вводим расширенную "умеренную" зону, определяемую потоками звездообразования в диапазоне 0,1 < С/С < 5, таким образом охватывая более широкий спектр потенциально обитаемых миров", - объясняют авторы.
|
|
|
|
Инсоляционный поток экзопланеты, или поток инсоляции, описывает количество солнечной энергии, достигающей поверхности экзопланеты. Он измеряется в ваттах на квадратный метр (Вт/м2). В данной работе выражение 0,1 < S/S < 5 определяет диапазон инсоляционного потока относительно солнечной постоянной Земли.
|
|
|
|
Таким образом, это соответствует диапазону от 136 Вт/м2 до 6805 Вт/м2. Солнечная постоянная Земли составляет около 1361 Вт/м2 в верхних слоях атмосферы, что дает представление о том, что означает этот термин.
|
|
|
|
Умеренная зона - это намеренно более широкое определение, чем консервативная обитаемая зона. Консервативная обитаемая зона основана на способности планеты поддерживать на своей поверхности воду в жидком виде. Однако к умеренной зоне относятся планеты с умеренным уровнем звездообразования.
|
|
|
|
Статья также представляет собой введение в исследование TEMPOS (Temperate M Dwarf Planets With SPECULOOS). SPECULOOS расшифровывается как Поиск пригодных для жизни планет, вращающихся вокруг ультрахолодных звезд, и его цель - найти планеты, похожие на Землю, вокруг крошечных тусклых звезд. Исследование TEMPOS направлено на создание каталога точных радиусов экзопланет умеренного пояса, которые проходят транзит между карликами среднего и позднего типа M, или красными карликами.
|
|
|
|
Эти типы звезд важны, потому что экзопланеты с умеренным климатом, вращающиеся вокруг звезд такого типа, с большей вероятностью пройдут транзитом и, следовательно, будут обнаружены. "Это связано с тем, что равновесная температура планет зависит как от большой полуоси, так и от эффективной температуры звезд", - объясняют авторы в своем исследовании.
|
|
|
|
"Благодаря более низким эффективным температурам звезд М-типа и, в частности, карликов среднего и позднего М-типа (< 3400 К), планеты с умеренным климатом, вращающиеся вокруг таких звезд, гораздо чаще проходят транзит и, следовательно, становятся более доступными для транзитных наблюдений".
|
|
|
|
Как следует из названия статьи, две новые экзопланеты описаны как умеренные, что превращает их и звезды, вокруг которых они вращаются, в небольшой, довольно эксклюзивный клуб. "TOI-6716 и TOI-7384 присоединяются к избранному клубу полностью конвективных М-карликов среднего типа, которые, как известно, являются обитателями планет с умеренным климатом", - объясняют авторы.
|
|
|
|
Пара планет с умеренным климатом - это TOI-6716 b, планета размером с Землю, примерно от 0,91 до 1,05 земного радиуса, которая, скорее всего, является каменистой планетой. Другой объект - TOI-7384 b, субнептуновый объект размером примерно от 3,35 до 3,77 радиуса Земли. Возможно, у него каменистое ядро с толстой оболочкой из водородной пыли.
|
|
|
|
"Хотя ни одна из этих планет не попадает даже в оптимистичные радиальные зоны своих звезд, эти планеты населяют в остальном редкую область пространства планет с умеренным климатом, предлагая возможности для будущих исследований по мере расширения определений обитаемости экзопланет", - пишут авторы.
|
|
|
|
Цель всей этой работы - выявить экзопланеты с умеренным климатом, которые являются хорошими кандидатами для изучения атмосферы.
|
|
|
|
"Мы обнаружили, что на этих планетах звездные потоки располагаются близко к внутреннему (более горячему) краю умеренной зоны", - пишут авторы. "Кроме того, с прогнозируемыми показателями спектроскопии пропускания (TSM), аналогичными планетам TRAPPIST-1, TOI-6716 b, вероятно, будет хорошей целью для JWST в скалистом мире, если она сохранит свою атмосферу".
|
|
|
|
Они также объясняют, что размер TOI-7384b и прогнозируемая масса также делают его желательной мишенью для определения характеристик атмосферы с помощью JWST и других будущих установок.
|
|
|
|
"В совокупности эти открытия демонстрируют эффективность объединения TESS с скоординированными наземными усилиями по созданию каталога планет с умеренным климатом вокруг полностью конвективных М-карликов для изучения атмосферы в ближайшее десятилетие", - заключают исследователи.
|
|
|
|
Источник
|
