TRAPPIST-1 ग्रह कितने समय तक रहने योग्य क्षेत्र में रहा है?

Question

TRAPPIST-1 की परिक्रमा करने वाले ग्रह पृथ्वी की परिक्रमा करने वाले Sol की तुलना में अपने तारे की परिक्रमा करते हैं। हालाँकि, चूंकि TRAPPIST-1 एक शांत भूरा बौना है, इसलिए कुछ ग्रह एक "रहने योग्य क्षेत्र" में हैं, जहां तापमान जीवन के लिए बहुत चरम नहीं होगा जैसा कि हम जानते हैं।

मुझे आश्चर्य है कि उन ग्रहों को कब तक एक निर्जन क्षेत्र में रखा गया है? विकिपीडिया पृष्ठ का कहना है कि ट्रेपिस्ट -1 1 Gyr से अधिक पुराना है। लेकिन, उस समय का यह कितना शांत भूरे रंग का बौना रहा है?

दूसरे शब्दों में, चूंकि जीवन के एबोजेनेसिस और जीवित जीवों के विकास में समय पर निर्भरता है, इसलिए जीवन को स्टार के रहने योग्य क्षेत्र में विकसित होने का कितना समय मिला है?

इस प्रश्न के लिए, मुझे रसायन या ग्रहों की अन्य विशेषताओं के बारे में चिंता नहीं है।

Comments

TRAPPIST-1 का गठन एक शांत भूरे रंग के बौने के रूप में हुआ है, और यह इसका संपूर्ण जीवन रहा है। यह कहा जा रहा है, ग्रह हमेशा उन कक्षाओं में नहीं रहे हैं जिन पर वे वर्तमान में कब्जा कर रहे हैं।

— Phiteros

TRAPPIST-1 एक एम-प्रकार लाल बौना है। यह एक भूरे रंग का बौना नहीं है; शब्द "अल्ट्रा-कूल बौना" एम और एल वर्ग वस्तुओं दोनों को फैलाता है और इसलिए या तो सीमित नहीं है।

— HDE 226,868

@Phiteros भूरे रंग के बौने का तापमान मुख्य मुद्दा नहीं है (हालांकि यह अतीत में गर्म था)। मुख्य मुद्दा यह है कि अतीत में प्रकाशमानता काफी अधिक थी, जैसे कि सभी ग्रह अतीत में एक समय में रहने योग्य क्षेत्र की तुलना में करीब थे।

— रोब जेफ्रीज

@ HDE226868 यह पता लगाना संभव नहीं है कि ट्रैपिस्ट -1 एक भूरे रंग का बौना है। द्रव्यमान को रूप में उद्धृत किया गया है , जो इसे एक तारा या एक भूरा बौना होने की अनुमति देता है। और मुझे लगता है कि एरर बार हास्यास्पद है। $0.080\pm 0.009 M_{\odot}$

— रोब जेफ्रीज

@RobJeffries मुझे क्षमा करें; मैंने स्वतः ही मान लिया कि यह नहीं था। मैंने कुछ भी सुझाव नहीं दिया था कि यह एक भूरे रंग का बौना था।

— HDE 226,868

Answer 1

ट्रैपिस्ट -1 की चमक होने का अनुमान है , लेकिन यह हमेशा से ऐसा नहीं रहा है।$5.25\times 10^{-4}\ L_{\odot}$

एक भूरे रंग के बौने की चमक समय के साथ कम हो जाती है और इसने चमकदारता (वर्णक्रमीय प्रकार के साथ) को मापा है जो बड़े पैमाने पर अनुमान लगाता है और तारकीय विकासवादी मॉडल का उपयोग करके आयु की कम सीमा की अनुमति देता है ।

अगर मैं Baraffe एट अल को देखता हूं। (२०१५) कम द्रव्यमान वाले विकासवादी मॉडल और ट्रूपिस्ट -१ जैसे तारे के लिए चमकता समय के स्थान को देखें, तो आप देख सकते हैं कि वर्तमान प्रकाशमानता मिलियन वर्ष की आयु का है । लेकिन अगर आप समय पर वापस जाते हैं, तो तारा अधिक चमकदार था और इस कारण से, ग्रह जो वर्तमान में रहने योग्य क्षेत्र में हैं (कहा जाता है कि ग्रह ई, एफ, जी) अतीत में नहीं थे।$0.08\ M_{\odot}$$\sim 500$

एक रहने योग्य क्षेत्र (HZ) गणना का विवरण जटिल हो सकता है, लेकिन मूल रूप से रहने योग्य क्षेत्र की त्रिज्या चमक के वर्गमूल के रूप में होती है। यदि ग्रह d और h वर्तमान में HZ में नहीं हैं तो हम HZ सीमा की एक रूढ़िवादी परिभाषा के रूप में इनका उपयोग कर सकते हैं।

इससे (और ग्रहों की प्रकाशित कक्षीय त्रिज्या का उपयोग करके), मैं देख सकता हूं कि अगर चमक 9 के कारक से बढ़ जाती है, तो कोई भी ग्रह बीजी एचजेड में नहीं है, यह उनकी सभी कक्षाओं से बड़ा है। ट्रैपिस्ट -1 में एक चमक थी जो कि 27 मिलियन वर्ष से कम उम्र में 9 गुना बड़ा था। दूसरी ओर, यदि मैं ग्रह ई की कक्षा के बाहर एचजेड को स्थानांतरित करना चाहता हूं (और साथ ही साथ एचजेड के अंदर ग्रह एच शामिल हैं), तो यह तब होगा जब ट्रैपिस्ट -1 206 मिलियन वर्ष की आयु में था। एक अंतिम विचार के रूप में, आप इस विशेष मॉडल से देख सकते हैं कि ट्रेपिस्ट -1 पुराने होने के साथ ही दो और कारकों द्वारा फीका हो सकता है। यह घटता है 1.41 के एक कारक द्वारा HZ त्रिज्या और इसका मतलब होगा कि g (और संभवतः f) HZ के बाहर गिरेगा, जबकि d (और संभवतः c) को HZ में लाया जाएगा।

हालांकि यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि: अलग-अलग मॉडल थोड़ा अलग परिणाम देते हैं, ये लोकी द्रव्यमान पर निर्भर होते हैं और द्रव्यमान ज्ञात नहीं होता है, यह एक ही मॉडल से तापमान अनुमान (जो अनिश्चित भी है) का उपयोग करके अनुमान लगाया जाता है। इसलिए एचजेड के पिछले स्थान के बारे में मेरे गुणात्मक निष्कर्ष सही होने की संभावना है (हालांकि विस्तृत आयु संख्या मॉडल पर निर्भर हैं), एचजेड का भविष्य का व्यवहार अधिक अनिश्चित है क्योंकि ट्रैपिस्ट -1 अनुमान से थोड़ा अधिक व्यापक हो सकता है पहले से ही अपनी न्यूनतम चमक तक पहुँच गया।

ट्रैपिस्ट -1 का चमकदार विकास, का एक द्रव्यमान और Baraffe एट अल के मॉडल का विकास। (2015)। क्षैतिज धराशायी रेखा अपनी वर्तमान चमक का सबसे अच्छा अनुमान लगाती है, जिसके लिए उदाहरण के लिए ग्रहों को HZ में कहा जाता है। यदि हम समय में वापस जाते हैं, तो सबसे दाहिनी ऊर्ध्वाधर धराशायी रेखा उस आयु को चिह्नित करती है जिसके नीचे चमक बढ़ जाती है, और ई वास होने के लिए बहुत गर्म हो जाता है। फिर आगे, बाईं ओर की लंबवत धराशायी रेखा उस बिंदु को चिह्नित करती है जहां वर्तमान में ज्ञात सभी ग्रह (bh) निर्जन हो जाते हैं।$0.08M_{\odot}$

तो आपके प्रश्न का उत्तर काफी अनिश्चित है और यह अब ट्रैपिस्ट -1 की उम्र पर निर्भर करता है और निश्चित रूप से कि क्या ग्रह हमेशा कक्षीय राड में थे, वे अब । जैसा कि आप ऊपर दिए गए कथानक से देख सकते हैं (एक्स-एक्सिस पर लॉगरिदमिक स्केल पर ध्यान दें), ऊपर उल्लिखित चमकदार विकास जल्दी-जल्दी होता है। यदि ट्रैपिस्ट -1 500 मिलियन वर्ष के रूप में युवा हो सकता है, तो ग्रह ई पर जीवन केवल 300 मिलियन वर्षों तक संभव हो सकता है। हालांकि, अगर तारा थोड़ा अधिक विशाल है और 10 बिलियन वर्ष पुराना है, तो जीवन को प्राप्त करने के लिए 9.8 बिलियन वर्ष हैं।$^{*}$

यदि आप ग्रह च के बारे में बात कर रहे हैं, तो यह HZ के अंदर थोड़ा लंबा ( मिलियन वर्ष) रहा है, और ग्रह जी थोड़ा लंबा ( मिलियन वर्ष) फिर से। प्लैनेट एच ने अपेक्षाकृत कम समय (अतीत में) बिताया है, जो कि एचजेड के अंदर कुछ सौ मिलियन वर्ष से भी कम है।$\sim +100$$\sim +70$

$^{*}$ गीलोन एट अल द्वारा खोज पत्र का सार । (2017) संक्षेप में इस संभावना पर चर्चा करता है कि ग्रह "डिस्क-चालित प्रवास" की प्रक्रिया के माध्यम से गठन के बाद अंदर की ओर चले गए । यदि ऐसा है, तो यह ऊपर चर्चा को बदल नहीं देगा । बहुत कम द्रव्यमान वाले तारों के आस-पास डिस्क उच्चतर द्रव्यमान सितारों की तुलना में अधिक समय तक रह सकते हैं, लेकिन अनिवार्य रूप से बाद मिलियन वर्ष ( कैनेडी और केनन 2009 ; डॉसन एट अल 2013 ; बिंक्स और जेफ्रीज़ 2017 ) के बाद फैल गए हैं । ग्रहीय विन्यास का निपटारा करना होगा जहाँ अब वह डिस्क चली गई है।$\sim 10-20$

Comments

अगर मैं सही तरीके से समझूं, तो लेख में कहा गया है कि शुरू में ग्रहों का गठन आगे चलकर हुआ; उस समय तारे के लिए ठंढ रेखा को अतीत। वे फिर अंदर की ओर पलायन कर गए। यह निर्धारित करता है कि उस समय के लिए HZ में कोई भी ग्रह विशेष रूप से अधिक कठिन था। हालांकि मैंने उनके लेख से खुद को परिचित नहीं किया है और यह जानने के लिए पर्याप्त परिणाम है कि क्या उनके मॉडल में सिस्टम के संभावित पिछले विकास पर पर्याप्त विवरण शामिल हैं ताकि किसी को उचित अनुमान लगाने में मदद मिल सके (उनके मॉडल के भीतर)।

— ज़िबादवा टिम्मी

@zibadawatimmy पोस्ड तंत्र डिस्क-चालित आवक माइग्रेशन है। यदि ऐसा है, तो कम-जन सितारों के आसपास डिस्क जीवन रेखाएं <10 माय्र हैं, तो यह किसी भी निष्कर्ष को प्रभावित नहीं करेगा।

— रोब जेफ्रीज