Рідна планета Люка Скайвокера у “Зоряних війнах” – це наукова фантастика. Але планети, схожі на Татуїн, які обертаються навколо пар зірок, можуть стати нашим найкращим вибором у пошуках придатних для життя планет за межами нашої Сонячної системи.
Багато зірок у Всесвіті йдуть парами. І навколо багатьох із них мають обертатися планети. Це означає, що навколо подвійних систем може обертатися набагато більше планет, ніж навколо таких одиноких зірок, як наша. Але досі ніхто не мав чіткого уявлення про те, чи середовище цих планет може бути сприятливим для життя. Нове комп’ютерне моделювання показує, що в багатьох випадках життя може імітувати мистецтво.
Землеподібні планети, що обертаються навколо деяких конфігурацій подвійних зірок, можуть залишатися на стабільних орбітах щонайменше мільярд років , повідомили дослідники 11 січня на зустрічі Американського астрономічного товариства. Дослідники припускають, що такої стабільності було б достатньо, щоб потенційно дозволити розвиватися життю, за умови, що планети не надто жаркі чи холодні.
З планет, які застрягли, близько 15 відсотків залишалися у своїй зоні проживання — регіоні помірного клімату навколо своїх зірок, де вода могла залишатися рідкою — майже весь час.
Дослідники провели симуляцію 4000 конфігурацій подвійних зірок, навколо кожної з яких обертається планета, схожа на Землю. Команда змінювала такі речі, як відносна маса зірок, розміри та форми орбіт зірок одна навколо одної та розмір орбіти планети навколо подвійної пари.
Потім вчені відстежували рух планет протягом мільярда років симуляції, щоб побачити, чи залишаться планети на орбіті протягом тих часових масштабів, які могли б дозволити появі життя.
Планета, що обертається навколо подвійних зірок, може бути вигнана із зоряної системи через складну взаємодію між планетою та зірками. У новому дослідженні дослідники виявили, що для планет з великими орбітами навколо пар зірок лише 1 із 8 була викинута із системи. Решта були достатньо стабільними, щоб продовжувати обертатися на орбіті цілий мільярд років. Приблизно 1 з 10 оселився у своїх населених зонах і залишився там.
З 4000 планет, які змоделювала команда, приблизно 500 підтримували стабільні орбіти, які утримували їх у зоні проживання принаймні 80 відсотків часу.
«Зона проживання. . . як я характеризував це досі, коливається від замерзання до кипіння», – сказав Майкл Педовіц, студент коледжу Нью-Джерсі в Юінгу, який представив дослідження. За його словами, їхнє визначення занадто суворе, тому що вони вирішили моделювати планети, схожі на Землю, без атмосфери чи океану. Це простіше для моделювання, але це також дозволяє температурі шалено коливатися на планеті під час її обертання.
«Атмосфера й океани досить добре згладжують коливання температури», — каже співавтор дослідження Мерайя Макдональд, астробіолог із Коледжу Нью-Джерсі. Велика кількість повітря та води потенційно дозволить планеті підтримувати придатні для життя умови, навіть якби вона проводила більшу частину свого часу за межами номінальної зони проживання навколо подвійної зоряної системи.
Кількість потенційно придатних для життя планет «зросте, коли ми додамо атмосферу», — каже Макдональд, — «але я поки не можу сказати, наскільки».
Вона та Педовіц сподіваються побудувати більш складні моделі в найближчі місяці, а також розширити своє моделювання за межі мільярда років і включити зміни в зірках, які можуть впливати на умови в сонячній системі в міру її старіння.
Можливість існування стабільних і придатних для життя планет у подвійних зоряних системах є актуальною проблемою, каже астрофізик із Пенсільванського університету Джейсон Райт, який не брав участі в дослідженні.
«На момент виходу « Зоряних війн », — каже він, — ми не знали жодної планети за межами Сонячної системи, і не будемо знати протягом 15 років. Тепер ми знаємо, що їх багато і що вони обертаються навколо цих подвійних зірок».
Ці симуляції планет, що обертаються навколо подвійних систем, можуть слугувати керівництвом для майбутніх експериментів, каже Райт. «Це малодосліджена популяція планет. Немає причин, чому ми не можемо їх переслідувати, і такі дослідження, ймовірно, показують нам, що спробувати варто».