Недавно космический телескоп TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) обнаружил молодую планетную систему из семи планет – её называют по “имени” звезды TOI-1136. Возраст планетной системы всего 700 млн лет – это в шесть с половиной раз меньше возраста Солнечной системы.
Звезда TOI-1136 лишь немного меньше Солнца и имеет практически такую же температуру. И этим интересна вся планетная система TOI-1136. В силу такого близкого сходства, она может давать нам представление о том, как формировалась и развивалась наша Солнечная система в самом начале пути около 4 млрд лет назад.
Подобие не заканчивается только на сходстве молодой звезды TOI-1136 с нашим Солнцем. Важным является также и то, что TOI-1136 имеет почти такое же количество планет, как Солнечная система. Это редкость среди известных планетных систем.
Сравнительная близость TOI-1136, примерно в 270 световых годах от Земли, позволяет изучать эту систему в деталях. Период первых сотен миллионов лет для Земли был очень важен – на ней создавались условия для жизни (некоторые аспекты затронуты в статье: Начало жизни на Земле: рассказывает Титан).
Есть, однако, несколько различий. Одно из существенных – планеты в системе TOI-1136 находятся на очень близких расстояниях от своей звезды, как показано на рис. 1. Видно, что самая дальняя планета в системе TOI-1136 располагается примерно на таком же расстоянии, как и Меркурий в Солнечной системе. Поэтому из-за близости к своей звезде температуры планет в TOI-1136 существенно выше, чем сейчас на наших планетах.
Это может существенно сказаться на самой возможности возникновения жизни на ней. Вместе с тем, она безусловно интересна для понимания нашей собственной истории. Анализ сходств и различий между нами и системой TOI-1136 может нас многому научить.
Интересным и важным для понимания того, что и как происходило в юной Солнечной системе, является молодость звезды TOI-1136. Как правило, звёзды в этом возрасте демонстрируют своё “буйство” и это отражается на судьбе планет, вращающихся вокруг них.
Буйное поведение молодых звёзд проявляется в их повышенной магнитной активности, сопровождающейся выбросом протуберанцев и высокоэнергичных частиц. Это не может не затрагивать состояния их планет, особенно на близких орбитах. Известно, что солнечные протуберанцы могут выбрасываться на расстояния до 800 тысяч километров.
Это много. Из рис. 1 становится понятно, почему это так. Ближайшая к звезде планета в системе TOI-1136 находится на расстоянии примерно 0.06 астрономических единиц, то есть 9 млн километров. Это приблизительно в 10 раз больше расстояний, чем могут достичь энергичные протуберанцы
Вместе с этим выбрасываются мощные потоки частиц высоких энергий в виде ветра и космических лучей. Попадая на планету, они могут сильно влиять на атмосферу планеты и даже срывать её, как у нашего Меркурия.
Рис. 1 иллюстрирует ещё одно отличие планетной системы TOI-1136 от нас. Размеры планет в TOI-1136 заметно превосходят размеры планет земной группы в нашей системе. Самая маленькая из них , внутренняя, в 2 раза больше Земли. Все они относятся к группе “субнептунов”, то есть имеют размеры немного меньше Нептуна (последняя планета в Солнечной системе на рис. 1).
Одна из наиболее интересных задач в исследовании системы TOI-1136 связана как раз с атмосферами, входящих в нее планет – как они зависят от расстояния до их звезды и от наличия у них собственного магнитного поля. Несмотря на сильные различия между нами и системой TOI-1136, результаты таких исследований позволят по-новому посмотреть на историю эволюции Солнечной системы.
Наше Солнце тоже когда-то было молодым, поэтому процессы, происходящие сейчас на планетах вокруг звезды TOI-1136, могут пролить свет на самый начальный период эволюции Земли, когда в ней “созревали” условия для возникновения жизни.
Из рис. 2 видно, что планеты системы TOI-1136 ближе по составу к нашим планетам-гигантам, начиная от Юпитера до Нептуна. Поэтому их исследование также интересно – оно поможет понять эволюцию таких массивных газовых планет вблизи молодой, "бушующей”, агрессивной звезды.
Как, например, ведут себя атмосферы планет на разных расстояниях от звезды? Это, по утверждениям авторов статьи, опубликованной пока только в виде препринта (C. Beard, и др. https://arxiv.org/abs/2312.04635), является ключевым вопросом.
Шансы, что на этих планетах может возникнуть жизнь, малы. Низкая плотность планет и их атмосфер, высокая интенсивность излучения от звезды не оставляют на это надежд. Однако, сравнительная близость TOI-1136 к нам, делает возможным использование её в качестве лаборатории для исследований процессов в молодых планетных системах. В нашей Галактике таких систем очень много. Более того, по существующим данным, планетные системы, подобные TOI-1136 преобладают. Хотя здесь тоже есть вопросы, к которым мы ещё вернёмся.
