Обитаемость двойных звездных систем
 |
| Эта статья является одной из серии: |
| Жизнь во вселенной |
|---|
| Контур |
| Обитаемость планет в Солнечной системе |
| Жизнь за пределами Солнечной системы |
| Обитаемость... |
Планеты в двойных звездных системах могут быть кандидатами на существование внеземной жизни . [1] Обитаемость двойных звездных систем определяется множеством факторов из самых разных источников. [2] Типичные оценки часто предполагают, что 50% или более всех звездных систем являются двойными . Частично это может быть связано с предвзятостью выборки, поскольку массивные и яркие звезды, как правило, находятся в двойных системах, и их легче всего наблюдать и каталогизировать; более точный анализ показал, что более распространенные, более слабые звезды обычно одиночные, и поэтому до двух третей всех звездных систем являются одиночными. [3]
Расстояние между звездами в двойной системе может варьироваться от менее одной астрономической единицы («среднее» расстояние от Земли до Солнца) до нескольких сотен а.е. В последних случаях гравитационные эффекты на планете, вращающейся вокруг подходящей звезды, будут незначительными, и потенциал обитаемости не будет нарушен, если только орбита не будет сильно эксцентричной (см. Немезиду , например, ). В действительности, некоторые орбитальные диапазоны невозможны по динамическим причинам (планета будет изгнана со своей орбиты относительно быстро, будучи либо вообще выброшена из системы, либо переведена в более внутренний или внешний орбитальный диапазон), в то время как другие орбиты представляют собой серьезные проблемы для возможного биосферы из-за вероятных резких изменений температуры поверхности на разных участках орбиты. Если расстояние значительно близко к расстоянию планеты, стабильная орбита может оказаться невозможной.
Говорят, что планеты, вращающиеся вокруг одной звезды в двойной паре, имеют орбиты «S-типа», тогда как те, которые вращаются вокруг обеих звезд, имеют орбиты «P-типа» или « круговые » орбиты. Подсчитано, что 50–60% двойных звезд способны поддерживать обитаемые планеты земной группы в стабильных орбитальных диапазонах. [4]
Нециркулярная планета (S-тип)
[ редактировать ]На планетах, не имеющих циркуляции , если расстояние планеты до ее главной звезды превышает примерно одну пятую расстояния наибольшего сближения с другой звездой, орбитальная стабильность не гарантируется. [5] Долгое время было неясно, могут ли планеты вообще образовываться в двойных системах, учитывая, что гравитационные силы могут мешать формированию планет. Теоретическая работа Алана Босса из Института Карнеги показала, что газовые гиганты могут формироваться вокруг звезд в двойных системах так же, как и вокруг одиночных звезд. [6]
Исследования Альфы Центавра , ближайшей к Солнцу звездной системы, показали, что двойные системы не следует сбрасывать со счетов при поиске обитаемых планет. Расстояние до Центавра A и B при максимальном приближении составляет 11 а.е. (в среднем 23 а.е.), и оба имеют стабильные обитаемые зоны. [2] [7] Исследование долгосрочной орбитальной стабильности моделируемых планет внутри системы показывает, что планеты в пределах примерно трех а.е. от любой звезды могут оставаться стабильными (т.е. большая полуось отклоняется менее чем на 5%). По консервативным оценкам, обитаемая зона Альфа Центавра А простирается от 1,37 до 1,76 а.е. [2] а у Альфы Центавра B от 0,77 до 1,14 а.е. [2] — в обоих случаях в пределах стабильной области. [8]
Циркумбинарная планета (P-тип)
[ редактировать ]Для орбитальной планеты орбитальная стабильность гарантируется только в том случае, если расстояние планеты от звезд значительно превышает расстояние между звездами. [ нужна ссылка ]
Минимальное стабильное расстояние между звездой и циркумбинарной планетой примерно в 2–4 раза превышает расстояние между двойной звездой, а период обращения примерно в 3–8 раз превышает период двойной системы. Было обнаружено, что самые внутренние планеты во всех циркумбинарных системах Кеплера вращаются вокруг этого радиуса. У планет есть большие полуоси , которые лежат в пределах от 1,09 до 1,46 критического радиуса. Причина может заключаться в том, что миграция может стать неэффективной вблизи критического радиуса, в результате чего планеты останутся сразу за пределами этого радиуса. [9]
Например, Кеплер-47с — газовый гигант в околожилой зоне системы Кеплер-47 . [ нужна ссылка ]
Если планеты земного типа формируются или мигрируют в околообитаемую зону обитания, они будут способны поддерживать жидкую воду на своей поверхности, несмотря на динамическое и радиационное взаимодействие с двойными звездами. [10]
Пределы устойчивости орбит S-типа и P-типа в двойных, а также тройных звездных системах установлены в зависимости от орбитальных характеристик звезд как при прямом, так и при ретроградном движении звезд и планет. [11]
См. также
[ редактировать ]- Астробиология
- Околозвездная обитаемая зона
- Обитаемость систем желтых карликов
- Планетарная обитаемость
- Круговая планета
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Планеты Татуина размером с Землю могут быть обитаемыми» (пресс-релиз). НАСА Лаборатория реактивного движения , Калифорнийский технологический институт . Апрель 2017 г. Архивировано из оригинала 19 июня 2019 г. Проверено 15 декабря 2018 г.
- ^ Jump up to: а б с д Эггл, С. (2018). «Обитаемость планет в двойных звездных системах». Справочник экзопланет . Спрингер. стр. 1–27. Бибкод : 2018haex.bookE..61E . дои : 10.1007/978-3-319-30648-3_61-1 . ISBN 978-3-319-30648-3 .
- ^ «Большинство звезд Млечного Пути одиноки» (пресс-релиз). Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики . 30 января 2006 г. Архивировано из оригинала 13 августа 2007 г. Проверено 5 июня 2007 г.
- ^ Элиза В. Кинтана; Джек Дж. Лиссауэр (2007). «Формирование планет земной группы в двойных звездных системах». Экстремальные солнечные системы . 398 : 201. arXiv : 0705.3444 . Бибкод : 2008ASPC..398..201Q .
- ^ «Звезды и обитаемые планеты» . www.solstation.com . Компания Сол. Архивировано из оригинала 28 июня 2011 г. Проверено 5 июня 2007 г.
- ^ «Планетные системы могут происходить от двойных звезд» (Пресс-релиз). Институт Карнеги . Январь 2006 г. Архивировано из оригинала 15 мая 2011 г. Проверено 5 июня 2007 г.
- ^ Эггл, С.; Хагигипур, Н.; Пилат-Лохингер, Э. (2013). «Обнаруживаемость планет земного типа в околозвездных обитаемых зонах двойных звездных систем с солнцеподобными компонентами». Астрофизический журнал . 764 (2): 130. arXiv : 1212.4884 . Бибкод : 2013ApJ...764..130E . дои : 10.1088/0004-637X/764/2/130 . S2CID 31934602 .
- ^ Вигерт, Пол А.; Холман, Мэтт Дж. (апрель 1997 г.). «Устойчивость планет в системе Альфа Центавра». Астрономический журнал . 113 (4): 1445–1450. arXiv : astro-ph/9609106 . Бибкод : 1997AJ....113.1445W . дои : 10.1086/118360 . S2CID 18969130 .
- ^ Уэлш, Уильям Ф.; Орос, Джером А.; Картер, Джошуа А.; Фабрики, Дэниел К. (2012). «Недавние результаты Кеплера на околокруглых планетах». Труды Международного астрономического союза . 8 : 125–132. arXiv : 1308.6328 . дои : 10.1017/S1743921313012684 . S2CID 119230654 .
- ^ Попп, М.; Эггл, С. (2017). «Вариации климата на околоземных планетах» . Природные коммуникации . 8 : 14957. Бибкод : 2017NatCo...814957P . дои : 10.1038/ncomms14957 . ПМК 5384241 . ПМИД 28382929 .
- ^ Бусетти, Ф.; Беуст, Х.; Харли, К. (2018). «Стабильность планет в тройных звездных системах». Астрономия и астрофизика . 619 : А91. arXiv : 1811.08221 . Бибкод : 2018A&A...619A..91B . дои : 10.1051/0004-6361/201833097 . S2CID 119477324 .
