На планетах TRAPPIST-1 оказалось слишком много воды

У расположенной в 40 световых годах от нас звезды TRAPPIST-1 вращается система из семи землеподобных планет. Три из них находятся в пределах «обитаемой зоны», где достаточно тепло для существования жидкой воды и, быть может, жизни. Не так давно обнаружили, что вода на них действительно есть: неудивительно, что к звезде приковано пристальное внимание и публики, и ученых.

Однако новая работа астрофизика из Аризонского государственного университета Каймана Унтерборна (Cayman Unterborn) и его коллег снижает шансы системы на обитаемость. В статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy, ученые констатируют: воды на планетах TRAPPIST-1 даже слишком много для жизни.

Красный карлик TRAPPIST-1 тусклее Солнца, но орбиты трех потенциально обитаемых планет — e, f и g — находятся к нему ближе орбиты Меркурия, делая полный оборот всего за несколько дней. Размеры их схожи с земными, однако масса их намного меньше: всего от 24 до 57 процентов от веса нашей планеты. Они слишком легки, чтобы быть каменистыми, как Земля или Марс, и чрезмерно малы, чтобы удерживать достаточно мощную атмосферу, которая могла бы объяснить их низкую плотность.

Астрономы полагают, что низкая плотность TRAPPIST-1 e, f и g связана с большими количествами воды. Унтерборн и его команда попробовали более точно оценить ее объемы. Ученые разработали собственные алгоритмы для анализа разных характеристик звезды, ее планетной системы и отдельных планет. Расчеты показали, что две внутренние планеты (b и c) должны содержать 15 и менее процентов воды, а две внешние (f и g) — более 50 процентов.

Это поражает воображение: для сравнения, в массе Земли на воду приходится 0,02 процента, а ведь мы называем ее Голубой планетой. Более того, такое количество воды отнюдь не полезно для появления жизни. Вода — лишь важнейший растворитель, среда, в которой протекают необходимые химические реакции, но в ней должны присутствовать сами участники этих процессов, органические и минеральные вещества. Неясно, достаточно ли их на планетах, похожих на гигантские аквариумы. 

Предыстория планетной системы, смоделированная Кайманом Унтерборном, тоже не благоприятствует жизни. Как и другие звезды такого типа, в первое время после образования TRAPPIST-1 (и ее планет) она была намного ярче. Однако ее светимость быстро падала, а с ней уменьшалась и граница льда — удаление, начиная с которого тепла уже недостаточно и жидкая вода на землеподобной планете неминуемо замерзает в лед.

Но при этом и сами планеты все ближе подходили к звезде. Показано, что они образовались в более отдаленных областях и постепенно мигрировали к центру. Сегодня система стала примерно вдвое компактнее, чем в начале своего существования, — и сближение продолжается.