Международная команда под руководством астрономов Кембриджского университета составила наиболее подробную модель четырех планет звезды Барнарда, одной из ближайших к Солнцу звезд. Все эти миры меньше Земли и Венеры, однако крупнее Марса — в Солнечной системе планет такого промежуточного размера нет.
Напрямую рассмотреть их поверхность пока невозможно. Поэтому исследователи изучили химический состав самой звезды, движение планет и возможную эволюцию их атмосфер. Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Почему на планетах почти не осталось воды
Звезда Барнарда содержит необычно много магния по отношению к кремнию. На Земле значительная часть магния входит в состав оливина - минерала, способного удерживать воду глубоко в мантии. На соседних планетах избыток магния, вероятно, привел к образованию больших объемов периклаза, который накапливает воду значительно хуже. По расчетам, их недра способны хранить менее половины того количества воды, которое удерживает земная мантия.
Кроме того, планеты получают сравнительно мало внутреннего тепла от распада радиоактивных элементов. Их недра должны быть холоднее земных, поэтому вулканизм вряд ли смог заново наполнить поверхность водяным паром и другими газами. Авторы считают маловероятным появление у этих миров устойчивой вторичной атмосферы.
Куда исчезла атмосфера
Все четыре планеты расположены чрезвычайно близко к своей звезде. Даже самая дальняя движется примерно в десять раз ближе к ней, чем Меркурий к Солнцу. Слабая гравитация небольших миров не могла долго удерживать нагретый газ: звездное излучение постепенно унесло его в космос. По моделям, первичная атмосфера могла сохраняться не больше 2 млрд лет, тогда как возраст системы оценивается примерно в 10 млрд лет.
Близость к звезде также заставила планеты повернуться к ней одной стороной. На одном полушарии там постоянно стоит день, на другом — вечная ночь. При отсутствии плотной атмосферы, способной переносить тепло, разница температур между сторонами должна быть особенно резкой.
При этом сама система остается устойчивой. Периоды обращения трех внутренних планет могут быть связаны орбитальным резонансом: их «годы» соотносятся примерно как 9:12:16. Такая гравитационная гармония защищает тесно расположенные миры от столкновений и выброса из системы. Хотя планеты звезды Барнарда почти наверняка безжизненны, метод исследования поможет оценивать состав других небольших экзопланет, которые будущие телескопы обнаружат рядом с Солнцем.
Ранее Наука Mail рассказала о третьей планете в системе Бета Пикторис, которая больше десяти лет скрывалась на архивных снимках.