TRAPPIST-1 행성은 거주 할 수있는 기간이 얼마나 되었습니까?

TRAPPIST-1 궤도를 도는 행성은 지구 궤도 Sol보다 훨씬 더 가까운 별 주위의 궤도에 있습니다. 그러나 TRAPPIST-1은 시원한 갈색 왜성이기 때문에 일부 행성은 "인체 영역"에 있으며, 우리가 아는 한 온도가 생명에 비해 너무 극단적이지 않습니다.

내가 궁금한 것은, 그 행성들이 얼마나 오래 거주 할 수있는 영역에 있 었는가? 위키 피 디아 페이지는 트라 피스트-1 1 Gyr는 이전의 것을 말한다. 그러나 그 시간이 시원한 갈색 왜성 이었습니까?

다시 말해, 생명의 생물 생성과 생물의 진화는 시간에 의존하기 때문에 스타의 거주 지역에서 생명이 얼마나 많은 시간을 가질 수 있 었는가?

이 질문에 대해, 나는 행성 자체의 화학 또는 다른 특성에 대해 걱정하지 않습니다.

Trappist-1의 광도는 로 추정 되지만 항상 그런 것은 아닙니다.$5.25\times 10^{-4}\ L_{\odot}$

갈색 왜성의 광도는 시간이 지남에 따라 감소하고 이것은 질량 의 추정치 와 별의 진화 모델을 사용하여 나이에 대한 하한 을 허용하는 광도 (스펙트럼 유형과 함께)를 측정 합니다.

나는 보면 Baraffe 등. (2015) 저 질량 진화 모델에서 Trappist-1과 같은 별 의 광도 대 시간을 살펴보면 현재 광도가 나이 억 천만 년 임을 의미합니다 . 그러나 시간을 거슬러 가면 별이 더 빛 났고 그 이유로 현재 거주 가능 구역에있는 행성 (행성 e, f, g)은 과거에는 그렇지 않았습니다.$0.08\ M_{\odot}$$\sim 500$

거주 가능 구역 (HZ) 계산의 세부 사항은 복잡 할 수 있지만 기본적으로 거주 가능 구역의 반경은 광도의 제곱근으로 조정됩니다. 행성 D와 H 인 경우 하지 생물권 현재 우리는 HZ 경계의 보수적 인 정의로 다음을 사용할 수 있습니다.

이 (그리고 행성의 게시 된 궤도 반경을 사용)에서, 나는 광도 9 배 증가하면, 다음 것을 볼 수 없음 생물권에 BG 행성의, 그들의 궤도의 모든보다 큰 없습니다. Trappist-1의 광도는 2700 만 세 미만일 때 9 배 더 컸습니다. 반면에, 행성 e의 궤도 바깥쪽으로 HZ를 옮기고 싶을 때 (그리고 동시에 행성 h를 HZ 안에 포함시키려는 경우), 이것은 Trappist-1이 2 억 6 천 6 백만 년이되었을 때 발생합니다. 마지막으로,이 특정 모델에서 Trappist-1이 나이가 들어감에 따라 2 배 더 희미해질 수 있음을 알 수 있습니다. 이것은 감소 HZ 반경은 1.41 배이며 g (및 f)는 HZ 외부로 떨어지고 d (및 c)는 HZ로 가져옵니다.

그러나 다른 모델은 약간 다른 결과를 제공하고, 이러한 유전자좌는 질량에 의존하며 질량은 알려져 있지 않으며, 온도 추정치를 사용하여 동일한 모델에서 추론됩니다 (또한 불확실합니다). 따라서 HZ 의 과거 위치에 대한 질적 결론 이 정확할 것 같지만 (세부 연령은 모델에 따라 다르지만) Trappist-1이 가정 된 것보다 약간 더 클 수 있기 때문에 HZ의 미래 행동은 더 불확실합니다. 이미 최소 광도에 도달했습니다.

질량이 이고 Baraffe 등의 모형을 가정 할 때 Trappist-1의 광도 진화 . (2015). 수평 파선은 현재 광도의 최고 추정치를 나타내며, 행성의 경우 예를 들어 HZ에 있다고합니다. 우리가 시간을 거슬러 올라가면, 가장 오른쪽의 수직 파선은 밝기가 e가 너무 뜨거워서 거주 할 수 없을 정도로 증가하는 나이를 나타냅니다. 그리고 가장 왼쪽의 수직 점선은 현재 알려진 모든 행성 (bh)이 거주 할 수없는 지점을 표시합니다.$0.08M_{\odot}$

따라서 귀하의 질문에 대한 대답은 매우 불확실하며 현재 Trappist-1의 나이와 행성이 항상 궤도 반경에 있는지 여부에 달려 있습니다 . 위의 도표에서 볼 수 있듯이 (x 축의 로그 스케일 참고) 위에서 언급 한 광도 진화는 초기에 발생합니다. 만약 Trappist-1이 5 억년 전 젊었을 수 있다면, 행성 e에서의 삶은 3 억년 동안 만 가능했을 것입니다. 그러나 별이 약간 더 크고 100 억 년이되면 인생은 98 억 년이 걸렸습니다.$^{*}$

당신이 행성 F에 대해 이야기하는 경우, 그것은 약간 이상 (했다 생물권 내부 백만 년), 그리고 행성 g 약간 이상 ( 다시 백만 년). 행성 h는 HZ 내부에서 수억 년이 채 안되는 비교적 적은 시간 (과거에)을 보냈을 것이다.$\sim +100$$\sim +70$

$^{*}$ 에 의해 발견 용지의 추상 Gillon 등. (2017) 은 "디스크 중심 이동"과정을 통해 행성이 형성 후 안쪽으로 이동했을 가능성에 대해 간략히 설명합니다 . 그렇다면 위의 설명 은 변경 되지 않습니다 . 질량이 매우 낮은 별 주위의 디스크는 질량이 큰 별 주위의 디스크보다 수명이 길지만 1 천만 2 천만 년 후에 본질적으로 분산되어 있습니다 ( Kennedy & Kenyon 2009 ; Dawson et al. 2013 ; Binks & Jeffries 2017 ). 행성 구성은 이제 디스크가 사라진 시점까지 정해져 야합니다.$\sim 10-20$