Viața în stele binare

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 22 decembrie 2020; verificările necesită 5 modificări .

Sistemele planetare din sistemele stelare binare pot fi candidate pentru planete care găzduiesc viață extraterestră [1] . Viața stelelor binare ( ing.  Habitability of binary star systems ) este determinată de mulți factori [2] . Estimările tipice sugerează adesea că 50% sau mai mult din toate sistemele stelare sunt sisteme binare . Acest lucru se poate datora parțial prejudiciului de eșantionare, deoarece stelele masive și strălucitoare se găsesc de obicei în sistemele binare și sunt cele mai ușor de observat și catalogat; o analiză mai precisă a arătat că stelele mai obișnuite și mai slabe sunt de obicei simple și, prin urmare, până la două treimi din toate sistemele stelare sunt singure [3] .

Distanța dintre stele într-un sistem binar poate varia de la mai puțin de o unitate astronomică (AU, distanța „medie” de la Pământ la Soare) la câteva sute de UA. În ultimele cazuri, efectele gravitaționale vor fi neglijabile pe o planetă care orbitează o stea potrivită, iar potențialul de locuibilitate nu va fi perturbat decât dacă orbita este extrem de excentrică (vezi de exemplu Nemesis ). De fapt, unele intervale orbitale nu sunt posibile din motive dinamice (o planetă ar putea fi dislocată de pe orbita sa relativ repede, fie ejectată complet din sistem, fie mutată într-o gamă orbitală mai interioară sau exterioară), în timp ce alte orbite prezintă probleme serioase pentru posibila existență a biosferei datorită probabilelor fluctuații extreme ale temperaturii suprafeței în diferite părți ale orbitei. Dacă distanța dintre stele este apropiată de distanța până la zona locuibilă, este posibil să nu fie posibilă o orbită stabilă în această zonă.

Se spune că planetele care orbitează o stea într-o pereche binară au orbite „de tip S”, în timp ce planetele care orbitează ambele stele au orbite „de tip P” sau „ multiple ”. Se estimează că 50-60% dintre stelele binare sunt capabile să susțină planete terestre locuibile în intervale orbitale stabile [4] .

Planetă cu orbită non-multiple (tip S)

Pe planete care nu orbitează multiple , adică atunci când distanța de la planetă la steaua sa principală este mai mare de aproximativ o cincime din apropierea cea mai apropiată a unei alte stele, stabilitatea orbitală nu este garantată [5] . Dacă planetele se pot forma în sisteme binare a fost mult timp neclar, având în vedere că forțele gravitaționale pot interfera cu formarea planetelor. Lucrarea teoretică a lui Alan Bossde la Carnegie Institution a arătat că giganții gazosi se pot forma în jurul stelelor în sisteme binare în același mod ca în jurul stelelor individuale [6] .

Studiile asupra Alpha Centauri , cel mai apropiat sistem stelar de Soare, au arătat că binarele nu trebuie ignorate atunci când se caută planete locuibile. Alfa Centauri A și B sunt separate de 11  AU. în apoastron (în medie 23  UA ), și ambele au zone de locuit stabile [2] [7] . Un studiu al stabilității orbitale pe termen lung a planetelor simulate din cadrul sistemului arată că planetele în aproximativ trei UA. de la orice stea poate rămâne stabilă (adică , semi- axa majoră deviază cu mai puțin de 5%). Zona locuibilă pentru Alpha Centauri A se extinde în mod conservator de la 1,37 la 1,76  UA. [2] , iar pentru Alpha Centauri B, de la 0,77 la 1,44  AU. [2] - în ambele cazuri în cadrul regiunii stabile [8] .

Planetă cu orbită multiplă (tip P)

Stabilitatea orbitală a unei planete circumstelare este garantată numai dacă distanța de la planetă la stele este semnificativ mai mare decât distanța de la stea la stea. Distanța minimă stabilă de la o stea la un sistem planetar este de aproximativ 2-4 ori distanța dintre o stea binară sau cu o perioadă orbitală de aproximativ 3-8 ori perioada unei stele binare. S-a descoperit că cele mai interioare planete din toate sistemele orbitează aproape de această rază. Planetele au semi-axe majore ale căror valori se situează între 1,09 și 1,46 ori mai mare decât raza critică. Motivul poate fi că migrația planetară poate deveni ineficientă în apropierea unei valori critice, determinând planetele să rămână în afara acestei raze [9] . De exemplu, Kepler-47c este un gigant gazos în zona de locuit circumstelară a sistemului Kepler-47 .

Dacă planetele terestre se formează sau migrează în zona locuibilă circumstelară, ele sunt capabile să mențină apă lichidă pe suprafața lor în ciuda interacțiunilor dinamice și radiative de la steaua binară [10] .

Limitele de stabilitate ale orbitelor de tip S și tip P în sistemele stelare binare și triple au fost stabilite în funcție de caracteristicile orbitale ale stelelor, atât pentru mișcarea directă, cât și retrogradă a stelelor și planetelor [11] .

Vezi și

Surse

  1. ↑ NASA Jet Propulsion Laboratory , California Institute of Technology (aprilie 2017). Planetele „Tatooine” de mărimea Pământului ar putea fi locuibile (în ro). Comunicat de presă . Arhivat din original la 19 iunie 2019. Preluat 2020-12-09 .
  2. ↑ 1 2 3 4 Eggl, S. Habitability of Planets in Binary Star Systems : [] . Springer , 2018. _ _ — P. 1–27. — ISBN 978-3-319-30648-3 . - doi : 10.1007/978-3-319-30648-3_61-1 .
  3. ↑ Centrul Harvard-Smithsonian pentru Astrofizică (30 ianuarie 2006). Cele mai multe stele din Calea Lactee sunt singure (în ro). Comunicat de presă . Arhivat din original pe 13 august 2007. Preluat 2020-12-09 .
  4. ↑ Elisa V. Quintana, Jack J. Lissauer (2007). Formarea planetelor terestre în sisteme stelare binare. Sisteme solare extreme ]. 398 : 201.arXiv : 0705.3444 . Cod biblic : 2008ASPC..398..201Q .
  5. ↑ Stele și  planete locuibile . www.solstation.com . Compania Sol. Consultat la 5 iunie 2007. Arhivat din original pe 21 ianuarie 2012.
  6. ↑ Instituția Carnegie (ianuarie 2006). Sistemele planetare pot din jurul Stelelor Binare (în en). Comunicat de presă . Arhivat din original la 15 mai 2011. Preluat 2020-12-09 .
  7. ↑ Eggl, S.; Haghighipour, N.; Pilat-Lohinger, E. (2013). „Detectabilitatea planetelor asemănătoare Pământului în zonele circumstelare locuibile ale sistemelor stelare binare cu componente asemănătoare soarelui”. Jurnalul Astrofizic _ ]. 764 (2): 130. arXiv : 1212,4884 . Cod biblic : 2013ApJ ...764..130E . DOI : 10.1088/0004-637X/764/2/130 .
  8. ↑ Wiegert, Paul A.; Holman, Matt J. (aprilie 1997). „Stabilitatea planetelor în sistemul Alpha Centauri”. Jurnalul Astronomic _ ]. 113 (4): 1445-1450. arXiv : astro-ph/9609106 . Cod biblic : 1997AJ ....113.1445W . DOI : 10.1086/118360 .
  9. ↑ Recent Kepler Results On Circubinary Planets Arhivat 28 iulie 2020 la Wayback Machine , William F. Welsh, Jerome A. Orosz, Joshua A. Carter, Daniel C. Fabrycky, (Demis la 28 august 2013)
  10. ↑ Popp, M.; Eggl, S. (2017). „Variațiile climatice pe planetele circumbinare asemănătoare Pământului” . Nature Communications _ ]. 8 : 14957. Bibcode : 2017NatCo...814957P . DOI : 10.1038/ncomms14957 . PMC 5384241 . PMID28382929 . _  
  11. ↑ Busetti, Franco; Beust, Herve; Harley, Charis (2018). Stabilitatea planetelor în sisteme triple de stele Arhivat 15 iulie 2020 la Wayback Machine . Astronomie și astrofizică , 619 , A91.