Este posibilă viața în jurul stelelor binare? (Podcast)

Sistemul solar Kepler-47

Ilustrația unui artist al sistemului solar extraterestru Kepler-47, un sistem cu două stele care găzduiește două planete. Planetele au doi sori precum planeta fictivă Tatooine din universul „Războiul Stelelor”. (Credit de imagine: NASA / JPL-Caltech / T. Pyle)





Paul Sutter este cercetător la Observatorul Astronomic din Trieste și savant în vizită la Centrul de Cosmologie și Fizică Astro-Particulelor al Universității de Stat din Ohio. Sutter este, de asemenea, gazda podcasturilor Întrebați un astronaut și Spațiu real , și seria YouTube Spațiu în fața ta . El a contribuit la acest articol Vocile expertilor guesswhozoo.com: Op-Ed & Insights.

Cui nu i-ar plăcea să aibă un mic picnic încântător în timp ce privea un dublu apus de soare, la fel ca cel prezentat pe Tatooine în primele momente ale primului film „Star Wars”? Dar este chiar posibil ca o planetă să existe într-un sistem cu mai multe stele , darămite unul capabil să susțină viața așa cum o cunoaștem noi - apă lichidă, atmosferă groasă, dar nu prea groasă, dinamică stelară stabilă etc.?

Sigur! Poate.



Atâtea sisteme din care să alegi

Planete pot exista în sisteme cu mai multe stele. Astronomii chiar i-au observat. Luați Kepler-47c, o planetă de cinci ori mai mare decât masa Pământului, pe o orbită foarte asemănătoare Pământului. Singura diferență este în loc de o stea în centrul sistemului, are două. Așadar, contactați agentul de turism local și puteți recrea acel moment iconic de film - nu uitați un costum spațial: Kepler-47c nu este tocmai capabil să susțină viața, deoarece este cel mai probabil un gigant gazos.

Astronomii nu știu cu certitudine cât de comune sunt planetele în jurul sistemelor cu mai multe stele. Ca să fim sinceri, nu știm sigur cât de comune sunt planetele oriunde , dar par a fi doar această latură a destul de numeroasă: o sută de miliarde de planete, cu câteva miliarde dintre ele prietenoase vieții, doar în Calea Lactee.

Dar pur și simplu nu poți ploca planetele oriunde ai vrea, mai ales când vine vorba de sisteme cu mai multe stele. Problema, ca de obicei, este gravitația.



Atrase în gravitație

De obicei, credem că gravitația este ușoară. Două lucruri se atrag reciproc. Terminat. Aruncă ceva, cade. Lansați o rachetă, nu. Sigur că există maree și nu vă apropiați de găurile negre, dar acesta este genul de lucruri pe care oamenii morți cu peruci interesante și-au dat seama cu mult timp în urmă.

Gravitatea este într-adevăr destul de ușoară, când interacționează doar două lucruri. O planetă plus o stea? Esti auriu. Este atât de ușor încât puteți scrie chiar și soluțiile matematice ale orbitelor posibile. Tot felul de configurații stabile. Dar a mai pus o stea? Sau o treime? Situația devine ... dificilă. Stabilitatea orbitală nu este dată. Și matematica? Doar căutați o imagine a lui Henri Poincare, unul dintre primii oameni care au încercat să abordeze problema mai multor obiecte care orbitează împreună. Uită-te în ochii lui și spune-mi că nu este chipul unui om care s-a uitat în adâncul iadului matematic și abia a supraviețuit cu sănătatea sa intactă.



Nu spun că este imposibil: este posibil să fi observat, dacă sunteți suficient de atent, că propriul nostru sistem solar conține mai mult de două obiecte. Sistemul nostru nu s-a destrămat acum miliarde de ani pentru că există un ierarhie . Cu alte cuvinte, fiecare planetă sau lună sau asteroid sau orice altceva este dominat de un singur jucător.

De exemplu, Pământului îi pasă mult de atracția gravitațională a soarelui, dar nu de Jupiter, iar Jupiter se simte la fel. Lunei îi pasă mult de Pământ, dar nu de soare sau Ceres. Si asa mai departe. Fiecare interacțiune este în esență unu-la-unu. Astfel, toate planetele primesc mici orbite stabile, care pot dura miliarde de ani. Dacă ați rupe această ierarhie, să zicem, împingând Jupiter în sistemul interior sau umflându-l pentru a fi de 10 ori mai masiv, gravitația sa ar începe să concureze cu soarele, ierarhia ar fi spartă, la fel și sistemul solar.

Toată această activitate gravitațională înseamnă că planetele din jurul mai multor sisteme stelare au doar câteva opțiuni orbitale dacă intenționează să rămână în jur. Cele mai multe orbite potențiale sunt instabile: chiar și cea mai slabă briză stelară ar putea să le scoată fie din sistem, fie să se prăbușească într-un alt corp. Pentru a face un sistem o casă pe termen lung, o planetă are două opțiuni: fie să se asigure că atracția gravitațională a unei stele o domină complet pe cealaltă, fie că efectele lor gravitaționale sunt egale.

Și asta este doar pentru o stea binară. Nu mă face să încep cu multiplii.

Când dansează două stele

Luați Kepler-47c: două stele orbitează reciproc foarte strâns și strâns , iar planeta în sine este destul de departe. De fapt, destul de departe, încât în ​​plan gravitațional nici măcar nu-i pasă că există două stele - pentru planetă, centrul sistemului arată doar ca o singură stea cu masa combinată a celor doi sori. Stabilitate atinsă.

O altă configurație posibilă este ca o planetă să orbiteze doar o singură stea, cu cealaltă stea suficient de departe și / sau suficient de mică pentru a nu conta. Figura-opt modele în jurul ambelor stele sunt tehnic posibil, dar hai, nu-ți ține respirația căutând una. Orbitele cu adevărat haotice - stabile, dar care nu repetă niciodată același tipar de două ori - ar fi, de asemenea, extrem de rare, oricât de distractive ar fi.

Deci, putem obține planete într-un sistem binar, deși ar putea fi mai rare decât planetele din jurul stelelor solitare. Dar există o grămadă de stele binare acolo, deci chiar dacă un procent mic dintre ele găzduiește planete, asta lasă totuși grămezi de planete.

daca tu

Dacă sunteți un expert de actualitate - cercetător, lider de afaceri, autor sau inovator - și doriți să contribuiți la o lucrare op-ed, trimiteți-ne un e-mail aici .(Credit imagine: guesswhozoo.com)

Viața în jurul unui sistem de stele binare

Ce înseamnă acest lucru pentru vremea unei astfel de planete și perspectivele de viață? Acest lucru este puțin mai dificil de spus, deoarece este greu să faci declarații generale, generale, despre posibilitatea vieții oriunde, darămite în aceste tipuri de sisteme binare. În schimb, cel mai bine este să examinați fiecare sistem (real sau imaginat) în detaliu.

În timp ce sistemele binare au cu siguranță o zonă locuibilă, în care apa lichidă ar putea exista pe suprafața unei planete, viața ar putea avea dificultăți în a obține un punct de sprijin. Orbitând două stele simultan, așa cum o face prietenul nostru Kepler-47c, face viața foarte eliptică, aducând ocazional planeta din zonă. Viața nu este prea amabilă să înghețe frecvent.

Orbitează doar o stea într-un sistem binar? Ei bine, uneori vei avea două stele pe cerul tău simultan, care poate fi puțin prăjit. Și uneori veți avea câte o stea pe fiecare față a planetei, distrugând noaptea. Și nu uitați de dozele duble de radiații UV și de erupții solare.

Cu acest tip de instabilitate, erraticism și iradiere, este greu de imaginat o viață complexă care evoluează cu tipul de regularitate de care are nevoie. Dar, din fericire, Mama Natură nu este limitată de lipsa noastră de imaginație, deci cine știe ce este acolo!

Aflați mai multe ascultând episodul ' Este viața posibilă în jurul unei stele binare? 'pe podcastul Ask A Spaceman, disponibil pe iTunes și pe web la http://www.askaspaceman.com . Mulțumim lui Adam Diener pentru marea întrebare! Întreabă-l pe al tău pe Twitter folosind #AskASpaceman sau urmând @PaulMattSutter .

Urmăriți toate problemele și dezbaterile Expert Voices - și deveniți parte a discuției - pe Facebook , Stare de nervozitate și Google+ . Opiniile exprimate sunt cele ale autorului și nu reflectă neapărat opiniile editorului. Această versiune a articolului a fost publicată inițial la guesswhozoo.com.