Нове дослідження показує, що в подвійній зоряній системі 70 Офіуха, розташованій лише за приблизно 16 світлових років від нас, можуть існувати стабільні орбіти для планет розміром із Землю в зоні потенційної придатності для життя. Команда астрономів змоделювала поведінку таких планет і дійшла висновку, що друга зоря зовсім не обов’язково руйнує їхні орбіти, як часто припускають. Про це йдеться у матеріалі ScienceAlert.
Незвичайна, але перспективна подвійна система
У Сонячній системі лише одне світило, але для Галактики це радше виняток, ніж правило. Багато зір мають компаньйонів, утворюючи подвійні системи. Астрофізик Стівен Кейн (Stephen Kane) з Каліфорнійського університету в Ріверсайді наголошує, що додаткова зоря може здаватися «руйнівною кулею», яка нібито не дає вижити планетам у зоні життя. Однак нові моделювання показують, що це не обов’язково так.
Об’єктом дослідження стала система 70 Офіуха (70 Oph AB). Це дві зорі типу K — помаранчеві карлики, менші, тьмяніші й холодніші за Сонце: приблизно 88% та 73% сонячної маси. За розрахунками команди, їм може бути близько 3 мільярдів років.
Карлики типу K вважаються привабливими цілями в пошуках життя: вони спокійніші й менш активні, ніж червоні карлики, та потенційно живуть до 70 мільярдів років, у кілька разів довше за Сонце. 70 Офіуха особливо цікава ще й тим, що її вже майже 250 років відомо як подвійну систему, починаючи з часів Вільяма Гершеля.
Століття вимірювань і комп’ютерні експерименти
Щоб вивчити можливі планети, команда використала сучасні та архівні дані про радіальні швидкості обох зір. Для головної зорі застосували спостереження одразу з восьми інструментів, що охоплюють приблизно столітній період.
Метод радіальних швидкостей є другим за успішністю способом пошуку екзопланет і вже дав понад 1 200 відкриттів. Він фіксує мікроскопічні зміни швидкості зірки під дією гравітаційного «смикання» планети або іншого масивного об’єкта: коли зоря рухається до нас, її світло трохи зсувається в бік синього, а коли від нас — у бік червоного.
У цьому дослідженні вдалося досягти вражаючої точності — зміни швидкості менші за 1 метр за секунду. Такий рівень чутливості дозволяє аналізувати навіть дуже слабкі сигнали потенційних планет.
Далі астрономи «впорскували» до отриманих даних штучні сигнали планет і перевіряли, що з цього було б реально виявити. Окремо вони змоделювали орбіти землеподібних планет на 2 000 різних відстанях від головної зорі, відстежуючи кожну з них упродовж 10 мільйонів років.
Дослідниця Скайлар Д’Анджіллілло (Skylar D’Angiolillo) з Університету Каліфорнії в Ріверсайді пояснює, що команда спершу обчислила межі зони придатності для життя навколо основної зорі, а потім перевіряла, чи може планета земної маси зберігати стабільну орбіту на різних відстанях усередині цієї зони.
Результат: у моделюваннях виявилися області, де орбіти в межах зони життя залишаються стійкими протягом усієї 10-мільйонорічної симуляції. Попри присутність другої зорі, вона не обов’язково руйнує такі орбіти.
Ніякого «Юпітера», але шанс на землеподібні світи
Астрономи також змогли накласти суворі обмеження на наявність великих газових гігантів у системі. За їхніми даними, навколо обох зір немає екзопланет масою з Юпітер або більших до відстаней близько 5 астрономічних одиниць від головної зорі — це приблизно там, де в нашій системі обертається сам Юпітер.
Це особливо цікаво з історичної точки зору. Ще у 1855 році британський астроном Вільям Джейкоб заявив, що 70 Офіуха має планету, фактично зробивши цю систему першим кандидатом на екзопланету. Пізніше його твердження не підтвердилися, але новіші спостереження виявляли своєрідне «хитання» зорі, яке також пояснювали можливим Юпітероподібним об’єктом.
Однак тепер цей сигнал, за висновками команди, краще пояснюється зоряною активністю — відомою проблемою для методу радіальних швидкостей. Перша авторка роботи Ітін Лі (Yiting Li) з Університету Мічигану зазначає, що йдеться про поєднання розчарування й захоплення: великий газовий гігант, схоже, відсутній, зате відкривається нова глава в дослідженні цієї історичної системи.
Водночас планети земного розміру лишаються нижче межі сучасної чутливості спостережень. Тобто поки що ми не можемо їх ані виявити, ані виключити. Саме тому змодельовані сценарії, де такі планети виживають на стабільних орбітах у зоні життя, набувають особливої ваги.
Що це означає для пошуку життя в подвійних системах
Робота над 70 Офіуха створює своєрідну «карту» ділянок, де землеподібні планети з більшою ймовірністю можуть існувати та залишатися стабільними в подвійних системах. Цю методику можна застосовувати й до інших пар зір.
За даними NASA, понад половина зір на небі має одного чи кількох компаньйонів. Якщо подвійні системи здатні утримувати планети, схожі на Землю, це суттєво розширює кількість потенційно придатних для життя світів у нашій Галактиці.
Особливо важливо це з огляду на майбутні телескопи нового покоління, зокрема заплановану обсерваторію Habitable Worlds Observatory (HWO), яку розробляють спеціально для безпосереднього спостереження й дослідження позаземних світів.
Автори роботи підсумовують, що система 70 Офіуха здатна підтримувати планети на так званих S-тип орбітах — навколо однієї зірки пари, — включно із землеподібними на стабільних орбітах у зоні придатності для життя. Якщо подвійні зорі справді можуть мати світи, подібні до нашого, 70 Офіуха — одне з найперспективніших місць, де варто шукати такі планети.
#Моделювання #показує #стабільні #землеподібні #орбіти #системі #Офіуха
Source link
