Система TRAPPIST-1 уже несколько лет остаётся одной из самых интересных для астрономов. Вокруг крошечной холодной звезды на расстоянии около 40 световых лет вращаются сразу семь каменистых планет, сопоставимых по размеру с Землёй. Новое исследование показывает, что некоторые из этих миров могут быть буквально разогреты изнутри за счёт мощных приливных сил.
Почему планеты TRAPPIST-1 нагреваются
Планеты системы расположены очень близко к своей звезде и находятся в сложной гравитационной «связке» друг с другом. Из-за этого их орбиты слегка вытянуты, а сами планеты постоянно испытывают деформации. Эти регулярные «сжатия и растяжения» вызывают внутреннее трение в недрах, которое превращается в тепло — процесс, известный как приливный разогрев.
Подобное явление хорошо знакомо по спутнику Юпитера Ио, который является самым вулканически активным телом Солнечной системы. Учёные решили проверить, могут ли планеты TRAPPIST-1 испытывать похожий эффект — и в каких масштабах.
Роль внутреннего строения планет
Исследователи смоделировали внутреннюю структуру всех семи планет TRAPPIST-1, учитывая разные размеры железного ядра, вязкость мантии и возможные температуры поверхности. Хотя массы и радиусы этих планет известны достаточно точно, их внутреннее устройство остаётся неопределённым — и это сильно влияет на количество выделяемого тепла.
Выяснилось, что планеты с более крупным ядром и более «мягкой» мантией рассеивают приливную энергию гораздо эффективнее. При этом даже небольшие изменения в эксцентриситете орбиты могут приводить к разнице в тепловом потоке в сотни и тысячи раз.
Какие планеты самые горячие
Наибольший приливный разогрев ожидается у планет TRAPPIST-1 b и c — ближайших к звезде. В некоторых сценариях поток тепла на их поверхности может превышать уровень Ио, что делает их потенциально экстремально вулканическими мирами. Такое внутреннее тепло может быть обнаружено телескопом James Webb по повышенной температуре ночной стороны планеты.
Планеты d и e занимают особое положение. Согласно расчётам, именно приливный разогрев может быть главным источником их внутренней энергии. Это означает возможную активную тектонику, вулканизм и долговременное поддержание геологической активности.
А что с потенциально обитаемыми мирами
Планета TRAPPIST-1 e считается одним из лучших кандидатов на наличие жидкой воды. Исследование показывает, что её внутренний тепловой поток может быть сопоставим или даже выше земного. Такое тепло способно поддерживать вулканическую активность и гидротермальные процессы, которые на Земле считаются важными для возникновения жизни.
В то же время более удалённые планеты — f, g и h — получают значительно меньше приливного тепла. Для них этот механизм, вероятно, играет второстепенную роль по сравнению с другими источниками энергии.
Что это значит для будущих наблюдений
Результаты работы особенно важны в контексте наблюдений JWST. Повышенная температура ночной стороны планеты может служить прямым признаком мощного внутреннего разогрева. Это даёт астрономам реальный инструмент для проверки моделей и лучшего понимания того, какие экзопланеты могут быть геологически активными.
Исследование показывает: даже планеты, похожие на Землю по размеру, могут быть совершенно разными по своей внутренней жизни — и именно это разнообразие делает систему TRAPPIST-1 уникальной лабораторией для изучения других миров.
Источники:
Статья создана по материалам работы на arXiv.org
