На двух земноподобных экзопланетах есть сезоны и устойчивый климат

Москва, 14:42, 01 Июл 2018, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Появилось еще больше доказательств того, что у двух земноподобных экзопланет есть устойчивые климаты и сезоны, подобные нашим. Существуют две экзопланеты, которые, как считается, похожи на Землю, по крайней мере, относительно климата.

Kepler-186f — это первая идентифицированная планета размером с Землю вне солнечной системы, вращающейся вокруг своей звезды в жилой зоне. Это означает, что у нее правильное расстояние от его звезды-хозяина для существования жидкой воды на поверхности.

В исследовании, которое появилось в «Астрономическом журнале», использовались симуляции для анализа и идентификации динамики оси вращения экзопланеты.

Эта динамика определяет, насколько планета наклоняется на своей оси и как этот угол наклона эволюционирует с течением времени. Осевой наклон способствует появлению сезонов, поскольку он влияет на то, как солнечный свет падает на поверхность планеты.

Исследователи предполагают, что осевой наклон Kepler-186f очень стабилен, подобно Земле, что делает вероятным регулярные сезоны и стабильный климат. Кроме того, ученые считают, что то же самое верно для Кеплера-62f, планеты размером с Землю, вращающейся вокруг звезды на расстоянии около 1200 световых лет от нас.

Нестабильный Марс превратился в пустыню

Насколько важен осевой наклон для климата? Исследователи говорят, что большая изменчивость в осевом наклоне может быть ключевой причиной, по которой Марс превратился из водного ландшафта миллиарды лет назад в сегодняшнюю бесплодную пустыню.

«Марс находится в жилой зоне в нашей солнечной системе, но его осевой наклон был очень неустойчивым — варьировался от нуля до 60 градусов», — говорит Гонджи Ли, доцент физики в Технологическом институте Джорджии, который возглавлял исследование.

«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 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.

А как насчет нашей Луны и лун Марса?

К счастью, Луна сохраняет свое положение вне изменений оси Земли. Луна увеличивает скорость прецессии вращения 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 родными звездами», — говорит Ли.

«Мы не знаем, обладают ли они лунами, но наши расчеты показывают, что даже без спутников оси вращения Кеплера-186f и 62f оставались бы постоянными в течение десятков миллионов лет».

Kepler-186f почти 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, если стоять на 186f, яркость этой звезды в полдень будет казаться такой же, как предзакатное Солнце здесь, на Земле.

Kepler-186f расположена в созвездии Лебедя как часть системы звезд с пятью планетами.

Kepler-62f был самой «земной экзопланетой», пока ученые не заметили 186f в 2014 году. Он примерно на 40 процентов больше, чем наша планета, и, вероятно, это земной или водный мир.

Kepler-62f находится в созвездии Лиры и является самой внешней планетой среди пяти экзопланет, вращающихся вокруг одной звезды.

Все вышесказанное вовсе не значит, что на экзопланете есть вода, не говоря уже о жизни. Но обе экзопланеты являются относительно хорошими кандидатами.

«Наше исследование является одним из первых, которое исследует климатическую стабильность экзопланет и добавляет к растущему пониманию этих потенциально обитаемых поблизости миров», — говорит Ли.