Как долго планеты TRAPPIST-1 находились в обитаемой зоне?

Планеты, вращающиеся вокруг TRAPPIST-1, находятся на орбитах вокруг своей звезды намного ближе, чем земные орбиты Солнца. Однако, поскольку TRAPPIST-1 - холодный коричневый карлик, некоторые планеты находятся в «обитаемой зоне», где температура не будет слишком экстремальной для жизни, как мы ее знаем.

Интересно, как долго эти планеты находятся в обитаемой зоне? На странице википедии написано, что TRAPPIST-1 старше 1 млрд лет. Но сколько времени это был крутой коричневый карлик?

Другими словами, поскольку абиогенез жизни и эволюция живых организмов зависит от времени, сколько времени у жизни была возможность развиваться в обитаемой зоне звезды?

На этот вопрос меня не интересует химия или другие характеристики самих планет.

exoplanet trappist-1

— user151841
источник

TRAPPIST-1 сформировался как крутой коричневый карлик и был так всю свою жизнь. При этом планеты не всегда были на тех орбитах, которые они в настоящее время занимают.

— Phiteros

TRAPPIST-1 - красный карлик М-типа. Это не коричневый карлик; Термин «ультрахолодный карлик» охватывает объекты класса M и L и поэтому не ограничивается ими.

— HDE 226868

@Phiteros Температура коричневого карлика - не главная проблема (хотя в прошлом она была теплее). Основная проблема заключается в том, что светимость была значительно выше в прошлом, так что все планеты были ближе, чем обитаемая зона в прошлом.

— Роб Джеффрис

@ HDE226868 Невозможно исключить, что Trappist-1 - коричневый карлик. Масса указана как , что позволяет ему быть звездой или коричневым карликом. И я думаю, что эта ошибка ошибочно оптимистична.

0.080 \pm 0.009 M_{⊙}

$0.080\pm 0.009 M_{\odot}$

— Роб Джеффрис

@RobJeffries Я извиняюсь; Я автоматически предположил, что это не так. Я не видел ничего, что подсказывало бы, что это был коричневый карлик.

— HDE 226868

Светимость Trappist-1 оценивается в , но это не всегда было так. $5.25\times 10^{-4}\ L_{\odot}$

Светимость коричневого карлика уменьшается со временем, и это измеренная светимость (наряду со спектральным типом), которая позволяет оценить массу и нижнюю границу возраста, используя звездные эволюционные модели.

$0.08\ M_{\odot}$ $\sim 500$

Детали расчета жилой зоны (HZ) могут быть сложными, но в основном радиус жилой зоны масштабируется как квадратный корень светимости. Если планеты d и h в настоящее время не находятся в HZ, то мы можем использовать их как консервативное определение границы HZ.

Из этого (и используя опубликованные орбитальные радиусы планет) я могу видеть, что если светимость увеличивается в 9 раз, то ни одна из планет bg не находится в ГЦ, она больше, чем все их орбиты. Trappist-1 имел светимость, которая была в 9 раз больше, когда он был моложе 27 миллионов лет. С другой стороны, если я захочу переместить ГЦ за пределы орбиты планеты е (и одновременно включить планету Г внутри ГЦ), то это произойдет, когда Trappist-1 будет в возрасте 206 миллионов лет. В заключение, вы можете видеть из этой конкретной модели, что Trappist-1 может исчезать еще в два раза по мере старения. Это уменьшается радиус HZ в 1,41 раза и будет означать, что g (и, возможно, f) выпадет за пределы HZ, а d (и, возможно, c) попадет в HZ.

Однако следует отметить, что: разные модели дают немного разные результаты, эти локусы зависят от массы, а масса неизвестна, она выводится из тех же моделей с использованием оценки температуры (которая также является неопределенной). Поэтому, хотя мои качественные выводы о прошлом местонахождении HZ, вероятно, будут правильными (хотя подробные возрастные числа зависят от модели), будущее поведение HZ является более неопределенным, поскольку Trappist-1 может быть несколько более массивным, чем предполагалось, и уже достиг своей минимальной яркости.

$0.08M_{\odot}$

$^{*}$

$\sim +100$ $\sim +70$

$^{*}$ $\sim 10-20$

— Роб Джеффрис
источник

Если я правильно понимаю, статья утверждает, что планеты изначально сформировались дальше; мимо линии замерзания звезды в то время. Затем они мигрировали внутрь. Это делает определение того, когда какая-либо из планет находилась в ГЦ в то время, значительно сложнее. Хотя я не ознакомился с их статьей и результатами достаточно, чтобы знать, включают ли их модели достаточно конкретные детали о потенциальном прошлом эволюции системы, чтобы позволить сделать разумные оценки (в рамках их моделей).

— Зибадава Тимми

@zibadawatimmy Позитивный механизм - дисковая внутренняя миграция. Если это так, то, поскольку время жизни диска вокруг маломассивных звезд составляет <10 млн. Лет, это не повлияет ни на один из выводов.

— Роб Джеффрис