МОГУТ ЛИ МИРЫ TRAPPIST-1 ИМЕТЬ ЛУНЫ?
Систему TRAPPIST-1, находящуюся на расстоянии сорока световых лет от Земли, уже давно исследуют астрономы. В этом компактном звездном скоплении, состоящем из семи планет размером с Землю, три мира находятся в зоне обитаемости, где может существовать жидкая вода. Однако возникает интересный вопрос: могут ли эти планеты иметь свои спутники?
Исследование, проведенное Шубхамом Деем и Шоном Реймондом, подтверждает возможность существования лун у планет TRAPPIST-1. Однако такие луны должны оставаться близко к своим материнским планетам и не могут быть слишком большими.
СИМУЛЯЦИИ ОРБИТ
Исследователи провели тысячи компьютерных симуляций, проверяя, насколько теоретические луны смогут стабильно существовать на орбитах каждой из планет TRAPPIST-1. Начальная установка состояла в размещении 100 виртуальных лун на круговых орбитах вокруг каждой планеты, при этом луны были расположены на расстоянии от Роша ограничения — границы, за которой спутник может быть разорван приливными силами.
Сначала планеты тестировали в изоляции. Результаты показывают, что луны могут оставаться стабильными в зоне, которая простирается от Роша ограничения до примерно половины радиуса Хилла, что соответствует теоретическим предсказаниям. Тем не менее, планеты TRAPPIST-1 не существуют в одиночку; они образуют резонирующую цепь, подобную гравитационным механизмам, постоянно взаимодействуя друг с другом.
ЭФФЕКТ ГРАВИТАЦИОННЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ
Когда в симуляции были вовлечены соседние планеты, ситуация изменилась. Гравитационное взаимодействие от соседей сжало стабильную зону, особенно для TRAPPIST-1 b (внутренней планеты) и TRAPPIST-1 e (которая находится в обитаемой зоне). Внешняя граница стабильности сократилась до около 40-45% радиуса Хилла для каждой планеты, когда все семь планет были учтены.
Хотя сжатие не является драматическим — отдельные соседние планеты оказывают слабое влияние, но совместное гравитационное воздействие всей системы создает резонирующее сжатие. При этом всё же остается достаточное пространство для существования лун, если они находятся достаточно близко к своей планете.
СУЩНОСТЬ ИСЧЕЗНУЩИХ ЛУН
Исследователи подсчитали, что приливные силы будут постепенно заставлять большие луны спирально двигаться к своим планетам и в конечном итоге сталкиваться с ними на протяжении миллиардов лет. Только луны, масса которых составляет менее одной десятой миллиона массы Земли, смогут выдержать эти силы на протяжении всей жизни TRAPPIST-1. Внешние планеты потенциально могут иметь немного более массивные спутники.
Будет ли обнаружение таких лун возможным, пока остается открытым вопросом. Текущие технологические возможности не позволяют обнаружить их. Тем не менее, данное исследование показывает, что компактная резонирующая архитектура TRAPPIST-1 не исключает существование лун; она просто требует, чтобы они были малыми и находились близко к своим материнским планетам.
