Новое исследование из Технологического института Джорджии дает новые подсказки, свидетельствующие о том, что экзопланета в 500 световых годах от Земли очень похожа на Землю.
Kepler-186f - первая идентифицированная планета размером с Землю вне солнечной системы, вращающейся вокруг звезды в жилой зоне. Это означает, что это правильное расстояние от его звезды-хозяина для жидкой воды для бассейна на поверхности.
Исследование Georgia Tech использовало симуляции для анализа и идентификации динамики спиновой оси экзопланеты. Эта динамика определяет, насколько планета наклоняется на своей оси и как этот угол наклона эволюционирует с течением времени. Осевой наклон способствует сезонам и климату, поскольку он влияет на то, как солнечный свет поражает поверхность планеты.
Исследователи предполагают, что осевой наклон Кеплера-186f очень стабилен, подобно Земле, что делает его вероятным, что он имеет регулярные сезоны и стабильный климат. Команда Georgia Tech считает, что то же самое верно для Кеплера-62f, планеты размером с Землю, вращающейся вокруг звезды около 1200 световых лет от нас.
Насколько важен осевой наклон для климата? Большая изменчивость в осевом наклоне может быть ключевой причиной, почему Марс превратился из водянистого ландшафта миллиарды лет назад в сегодняшнюю бесплодную пустыню.
«Марс находится в жилой зоне в нашей солнечной системе, но его осевой наклон был очень неустойчивым - от нуля до 60 градусов», - сказал профессор технических наук Грузии Гунцзе Ли, который возглавил исследование вместе с аспирантом Ютун Шан из Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики. «Эта нестабильность, вероятно, способствовала распаду атмосферы Марса и испарению поверхностных вод».
Для сравнения, осевой наклон Земли колеблется более мягко - между 22,1 и 24,5 градусами, переходя от одной крайности к другой каждые 10 000 или около того лет.
Угол ориентации орбиты планеты вокруг ее звезды-хозяина можно заставить осциллировать гравитационным взаимодействием с другими планетами в одной и той же системе. Если орбита должна колебаться с той же скоростью, что и прецессия оси вращения планеты (подобно круговому движению, проявляемому осью вращения вершины или гироскопа), ось вращения также будет колебаться назад и вперед, иногда резко.
Марс и Земля тесно взаимодействуют друг с другом, а также с Меркурием и Венерой. В результате сами по себе оси их вращения будут прецессировать с той же скоростью, что и орбитальные колебания, что может привести к большим изменениям их осевого наклона. К счастью, луна сохраняет изменения Земли. Луна увеличивает скорость прецессии спиновой оси нашей планеты и делает ее отличной от скорости орбитальных колебаний. С другой стороны, Марс не имеет достаточно большого спутника для стабилизации его осевого наклона. «Похоже, что обе экзопланеты сильно отличаются от Марса и Земли, потому что они имеют более слабую связь с их родственными планетами», - сказал Ли, преподаватель факультета физики. «Мы не знаем, обладают ли они лунами, но наши расчеты показывают, что даже без спутников,
Kepler-186f на 10 процентов больше по радиусу Земли, но его масса, состав и плотность остаются загадкой. Он вращается вокруг своей звезды-хозяина каждые 130 дней. Согласно НАСА, яркость этой звезды в полдень, стоя на 186f, будет казаться такой же яркой, как солнце перед закатом здесь, на Земле. Kepler-186f расположен в созвездии Лебедя как часть системы звезд с пятью планетами.
Kepler-62f был самой земной экзопланеткой, пока ученые не заметили 186f в 2014 году. Это примерно на 40 процентов больше, чем наша планета, и, вероятно, это земной или океанский мир. Это в созвездии Лиры и является самой внешней планетой среди пяти экзопланет, вращающихся вокруг одной звезды.
Это не значит, что на экзопланете есть вода, не говоря уже о жизни. Но оба являются относительно хорошими кандидатами.
«Наше исследование является одним из первых, кто исследует климатическую стабильность экзопланет и добавляет к растущему пониманию этих потенциально обитаемых поблизости миров», - сказал Ли.
«Я не думаю, что мы достаточно разбираемся в происхождении жизни, чтобы исключить возможность их присутствия на планетах с нерегулярными сезонами», - добавил Шан. «Даже на Земле жизнь удивительно разнообразна и демонстрирует невероятную устойчивость в необычайно враждебных условиях.
«Но климатически стабильная планета может быть более удобным местом для начала».
В этом документе, "наклонение Вариации обитаемой зоны планеты Kepler 62-F и Kepler 186-е," будет опубликована в The Astronomical Journal .
