Berapa lama planet TRAPPIST-1 berada di zona layak huni?

Planet-planet yang mengorbit TRAPPIST-1 berada di orbit di sekitar bintang mereka jauh lebih dekat daripada Bumi yang mengorbit Sol. Namun, karena TRAPPIST-1 adalah katai coklat dingin, beberapa planet berada di "zona layak huni", di mana suhunya tidak akan terlalu ekstrem untuk kehidupan seperti yang kita ketahui.

Yang saya heran adalah, sudah berapa lama planet-planet itu berada di zona layak huni? The halaman wikipedia mengatakan bahwa Trappist-1 lebih tua dari 1 Gyr. Tapi, berapa banyak dari waktu itu yang merupakan katai coklat keren?

Dengan kata lain, karena abiogenesis kehidupan dan evolusi organisme hidup memiliki ketergantungan pada waktu, berapa banyak waktu yang dimiliki kehidupan untuk berkembang di zona layak huni bintang?

Untuk pertanyaan ini, saya tidak peduli tentang kimia atau karakteristik lain dari planet itu sendiri.

exoplanet trappist-1 pengguna151841
sumber

TRAPPIST-1 terbentuk sebagai katai coklat yang keren, dan telah menjadi seumur hidupnya. Meskipun demikian, planet-planet tidak selalu berada di orbit yang saat ini mereka tempati.

Phiteros

TRAPPIST-1 adalah katai merah tipe-M. Itu bukan katai coklat; istilah "kerdil sangat dingin" mencakup objek kelas M dan L dan karenanya tidak terbatas pada keduanya.

HDE 226868

@Phiteros Suhu dari katai coklat bukan masalah utama (meskipun sebelumnya lebih hangat). Masalah utamanya adalah luminositasnya jauh lebih tinggi di masa lalu, sehingga semua planet lebih dekat daripada zona layak huni pada suatu waktu di masa lalu.

Rob Jeffries

@ HDE226868 Tidak mungkin mengesampingkan bahwa Trappist-1 adalah katai coklat. Massa dikutip sebagai

, yang memungkinkannya menjadi bintang atau katai coklat. Dan saya pikir error bar sangat optimis.

0.080 \pm 0.009 M_{⊙}

$0.080\pm 0.009 M_{\odot}$

Rob Jeffries

@ RobJeffries, saya minta maaf; Saya secara otomatis menganggap itu bukan. Saya belum melihat apa pun yang menunjukkan bahwa itu adalah katai coklat.

HDE 226868

Luminositas Trappist-1 diperkirakan , tetapi tidak selalu seperti ini. $5.25\times 10^{-4}\ L_{\odot}$

Luminositas dari katai coklat berkurang seiring waktu dan ini luminositas terukur (bersama dengan tipe spektral) yang memungkinkan estimasi massa dan batas bawah usia menggunakan model evolusi bintang.

Jika saya melihat Baraffe et al. (2015) bermassa rendah model evolusioner dan melihat pada lokus luminositas terhadap waktu untuk bintang seperti Trappist-1, Anda dapat melihat bahwa luminositas saat ini menyiratkan usia juta tahun. Tetapi jika Anda kembali ke masa lalu, bintang itu lebih bercahaya dan karena alasan itu, planet-planet yang saat ini berada di zona layak huni (dikatakan sebagai planet e, f, g) tidak demikian di masa lalu. $0.08\ M_{\odot}$ $\sim 500$

Rincian perhitungan zona layak huni (HZ) bisa rumit, tetapi pada dasarnya jari-jari zona layak huni tersebut berskala sebagai akar kuadrat dari luminositas. Jika planet d dan h saat ini tidak berada di HZ maka kita dapat menggunakan ini sebagai definisi konservatif dari batas HZ.

Dari ini (dan menggunakan jari-jari orbit planet-planet yang dipublikasikan), saya dapat melihat bahwa jika luminositas dinaikkan sebesar faktor 9, maka tidak ada planet bg yang ada di HZ, itu lebih besar dari semua orbitnya. Trappist-1 memiliki luminositas yang 9 kali lebih besar ketika usianya lebih muda dari 27 juta tahun. Di sisi lain, jika saya ingin memindahkan HZ tepat di luar orbit planet e (dan secara bersamaan memasukkan planet h di dalam HZ), maka ini akan terjadi ketika Trappist-1 pada usia 206 juta tahun. Sebagai pemikiran terakhir, Anda dapat melihat dari model khusus ini bahwa Trappist-1 dapat memudar dengan faktor dua lebih lanjut saat semakin tua. Ini berkurang jari-jari HZ dengan faktor 1,41 dan akan berarti bahwa g (dan mungkin f) akan jatuh di luar HZ, sementara d (dan mungkin c) akan dibawa ke dalam HZ.

Namun perlu dicatat bahwa: model yang berbeda memberikan hasil yang sedikit berbeda, lokus ini tergantung massa dan massa tidak diketahui, disimpulkan dari model yang sama menggunakan perkiraan suhu (yang juga tidak pasti). Jadi, sementara kesimpulan kualitatif saya tentang lokasi masa lalu HZ cenderung benar (meskipun angka usia rinci tergantung pada model), perilaku HZ di masa depan lebih tidak pasti karena Trappist-1 mungkin sedikit lebih masif daripada yang diasumsikan dan sudah mencapai luminositas minimum.

$0.08M_{\odot}$

$^{*}$

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

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

Rob Jeffries
sumber

Jika saya mengerti dengan benar, artikel itu mengemukakan bahwa planet-planet awalnya terbentuk lebih jauh; melewati garis beku untuk bintang pada saat itu. Mereka kemudian bermigrasi ke dalam. Itu membuat penentuan ketika salah satu planet berada di HZ untuk waktu itu terutama lebih sulit. Meskipun saya belum membiasakan diri dengan artikel mereka dan hasil yang cukup untuk mengetahui apakah model mereka memasukkan rincian yang cukup spesifik tentang potensi evolusi masa lalu sistem untuk membiarkan orang membuat perkiraan yang masuk akal (dalam model mereka).

zibadawa timmy

@zibadawatimmy Mekanisme yang diajukan adalah migrasi ke dalam berbasis disk. Jika demikian, maka karena masa pakai disk di sekitar bintang bermassa rendah <10 Myr, maka itu tidak akan memengaruhi kesimpulan apa pun.

Rob Jeffries

Berapa lama planet TRAPPIST-1 berada di zona layak huni?

Jawaban: