У недавно обнаруженного ТРАППИСТА 1 планетарная система есть уникальная конфигурация, согласно новому исследованию из Университета Торонто, Канада.Впечатление этого художника показывает ТРАППИСТА 1 и его планеты, отраженные в поверхности. Кредит изображения: НАСА / R. Вред / Т. Пайл.ТРАППИСТ 1 является ультрапрохладной карликовой звездой в Водолее созвездия, 38,8 световых лет далеко.
Это едва больше, чем Юпитер и имеет всего 8% массы нашего Солнца.В феврале 2017 астрономы объявили, что звезда принимает по крайней мере семь планет — ТРАППИСТ-1b, c, d, e, f, g и h.
Все эти планеты подобны в размере Земле и Венере, или немного меньше, и имеют очень короткие орбитальные периоды: 1.51, 2.42, 4.04, 6.06, 9.21, 12,35 и 20 дней, соответственно.Три из этих планет лежат в пригодной для жилья зоне звезды, означая, что они могут питать подходящие условия для жизни.Но одна из главных загадок от оригинального исследования была то, что ТРАППИСТ 1 система, казалось, был нестабилен.“Если Вы моделируете систему, планеты начинают врезаться друг в друга меньше чем через миллион лет.
Это может походить на долгое время, но это – действительно просто астрономическое мерцание глаза”, сказал доктор Дэн Тамайо, постдокторский исследователь в Центре Планетарной Науки в Университете Торонто в Скарборо.“Очень посчастливилось бы для нас обнаружить ТРАППИСТА 1 прямо, прежде чем это развалилось, таким образом, должна быть причина, почему это остается стабильным”.Доктор Тамайо и соавторы, кажется, нашли причину почему.В исследовании, изданном в журнале Astrophysical Journal Letters (предварительная печать arXiv.org), команда описывает ТРАППИСТА 1 планета, как являющаяся во что-то названное ‘резонирующая цепь’, которая может сильно стабилизировать систему.
В резонирующих конфигурациях орбитальные периоды планет формируют отношения целых чисел. Это – очень технический принцип, но хороший пример – то, как Нептун вращается вокруг Солнца три раза в сумме времени, вокруг которого это берет Плутон, чтобы вращаться дважды.Это – хорошая вещь для Плутона, потому что иначе она не существовала бы. Так как орбиты этих двух планет пересекаются, если бы вещи были случайны, то они столкнулись бы, но из-за резонанса, местоположения планет друг относительно друга продолжают повторяться.
“Есть ритмичный образец повторения, который гарантирует, что система остается стабильной за длительный период времени”, сказали соавтор доктор Мэтт Руссо, постдокторант в канадском Институте Теоретической Астрофизики (CITA), кто работал над творческими способами визуализировать ТРАППИСТА 1 система.ТРАППИСТ 1 берет этот принцип к целому другому уровню со всеми семью планетами, находящимися в цепи резонансов.
Чтобы иллюстрировать эту замечательную конфигурацию, доктор Тамайо, доктор Руссо и Эндрю Сэнтэгуида, музыкант из Торонто, создали анимацию, в которой ТРАППИСТ 1 игра планет примечание фортепьяно каждый раз они проходят перед звездой хозяина и барабанным боем каждый раз, когда планета настигает своего самого близкого соседа.Поскольку периоды планет – простые отношения друг друга, их движение создает устойчивый образец повторения, который подобен тому, как мы играем музыку. Простые отношения частоты также, что заставляет два примечания казаться приятными, когда играется вместе.
“Большинство планетарных систем похоже на группы музыкантов-любителей, играющих их роли на различных скоростях. ТРАППИСТ 1 отличается; это – супергруппа со всеми семью участниками, синхронизирующими их части в почти прекрасное время”, сказал доктор Руссо.“Но даже синхронизированные орбиты не обязательно выживают очень долго”, добавил доктор Тамайо.“По техническим причинам теория хаоса также требует, чтобы точные орбитальные выравнивания гарантировали, чтобы системы остались стабильными.
Это может объяснить, почему моделирования, сделанные в оригинальной газете открытия быстро, привели к планетам, сталкивающимся друг с другом”.“Не то, чтобы система обречена, случается так, что стабильные конфигурации очень точны.
Мы не можем измерить все орбитальные параметры достаточно хорошо в данный момент, таким образом, моделируемые системы продолжали приводить к столкновениям, потому что установки не были точны”, сказал он.Чтобы преодолеть это, исследователи посмотрели на ТРАППИСТА 1 не, как это сегодня, но как это, возможно, первоначально сформировалось.Когда система подтверждалась диска газа, планеты должны были мигрировать друг относительно друга, позволяя системе естественно приспособиться к стабильной резонирующей конфигурации.
“Это означает, что вначале, орбита каждой планеты была настроена, чтобы сделать его гармоничным с ее соседями, таким же образом что инструменты настроены группой, прежде чем это начнет играть. Вот почему анимация производит такую красивую музыку”, сказал доктор Руссо.Ученые проверили моделирования, используя супервычислительную группу в CITA и нашли, что большинство, которое они произвели, осталось стабильным столько, сколько они могли возможно управлять им. Это было приблизительно в 100 раз более длинно, чем это взяло для моделирований в оригинальном ТРАППИСТЕ описания научно-исследовательской работы 1, чтобы прийти в бешенство.
“Это кажется так или иначе поэтичным, что эта специальная конфигурация, которая может произвести такую замечательную музыку, может также быть ответственна за систему, выживающую до настоящего момента”, сказал доктор Тамайо.