W lutym 2017 r. Zespół europejskich astronomów ogłosił odkrycie układu siedmiu planet krążącego wokół pobliskiej gwiazdy TRAPPIST-1. Oprócz faktu, że wszystkie siedem planet było skalistych, dodano dodatkowo trzy z nich krążące w strefie zamieszkiwanej przez TRAPPIST-1. W związku z tym przeprowadzono wiele badań, które miały na celu ustalenie, czy jakiekolwiek planety w systemie mogą nadawać się do zamieszkania.
Jeśli chodzi o badania nad zamieszkaniem, jednym z kluczowych czynników, które należy wziąć pod uwagę, jest wiek systemu gwiezdnego. Zasadniczo młode gwiazdy mają tendencję do wybuchania i uwalniania szkodliwych impulsów promieniowania, podczas gdy planety krążące wokół starszych gwiazd były poddawane promieniowaniu przez dłuższy czas. Dzięki nowym badaniom przeprowadzonym przez parę astronomów wiadomo, że system TRAPPIST-1 jest dwa razy starszy od Układu Słonecznego.
Badanie, które zostanie opublikowane w The Astrophysical Journal pod tytułem „O wieku systemu TRAPPIST-1”, kierował Adam Burgasser, astronom z University of California San Diego (UCSD). Dołączył do niego Eric Mamajek, zastępca naukowca ds. Programu NASA Exoplanet Exploration Program (EEP) w Jet Propulsion Laboratory.
Wspólnie skonsultowali dane dotyczące kinematyki TRAPPIST-1 (tj. Prędkości, z jaką okrąża ona centrum galaktyki), jej wieku, aktywności magnetycznej, gęstości, linii absorpcyjnych, grawitacji powierzchniowej, metaliczności oraz szybkości, z jaką doświadcza rozbłysków gwiezdnych . Po tym wszystkim ustalili, że TRAPPIST-1 jest dość stary, gdzieś pomiędzy 5,4 a 9,8 miliarda lat. Jest to nawet dwa razy więcej niż nasz własny Układ Słoneczny, który powstał około 4,5 miliarda lat temu.
Wyniki te są sprzeczne z wcześniejszymi szacunkami, według których system TRAPPIST-1 miał około 500 milionów lat. Opierało się to na tym, że tak długo zajęłoby to, aby gwiazda o małej masie, taka jak TRAPPIST-1 (która ma około 8% masy naszego Słońca), skurczyła się do swojego minimalnego rozmiaru. Ale z górną granicą wieku, która wynosi nieco poniżej 10 miliardów lat, ten system gwiezdny może być prawie tak stary jak sam Wszechświat!
Jak wyjaśnił dr Burgasser w niedawnym oświadczeniu prasowym NASA:
„Nasze wyniki naprawdę pomagają ograniczyć ewolucję systemu TRAPPIST-1, ponieważ system musi przetrwać miliardy lat. Oznacza to, że planety musiały ewoluować razem, w przeciwnym razie system rozpadłby się dawno temu. ”
Konsekwencje tego mogą być bardzo znaczące, jeśli chodzi o badania nad zamieszkaniem. Po pierwsze, starsze gwiazdy doświadczają mniej odblasków w porównaniu do młodszych. Na podstawie swoich badań Burgasser i Mamajek potwierdzili, że TRAPPIST-1 jest stosunkowo cichy w porównaniu z innymi ultra-chłodnymi karłami. Ponieważ jednak planety wokół TRAPPIST-1 krążą tak blisko swojej gwiazdy, zostały w tym momencie narażone na miliardy lat promieniowania.
W związku z tym możliwe jest, że większość planet krążących wokół TRAPPIST-1 - spodziewa się dwóch najbardziej oddalonych, sol i h - prawdopodobnie pozbawiłoby ich atmosferę - podobnie jak Marsa sprzed miliardów lat, kiedy utracił ochronne pole magnetyczne. Jest to z pewnością zgodne z wieloma najnowszymi badaniami, w których stwierdzono, że aktywność słoneczna TRAPPIST-1 nie sprzyjałaby życiu na żadnej z jej planet.
Podczas gdy niektóre z tych badań dotyczyły poziomu rozbłysku gwiezdnego TRAPPIST-1, inne badały rolę pól magnetycznych. W końcu doszli do wniosku, że TRAPPIST-1 jest zbyt zmienny i że jego własne pole magnetyczne prawdopodobnie zostanie połączone z polami jego planet, umożliwiając cząsteczkom z gwiazdy przepłynięcie bezpośrednio do atmosfery planet (umożliwiając im w ten sposób więcej łatwo rozebrać).
Jednak wyniki nie były całkiem złymi wiadomościami. Ponieważ planety TRAPPIST-1 mają szacunkowe gęstości, które są niższe niż na Ziemi, możliwe jest, że mają duże ilości lotnych pierwiastków (tj. Woda, dwutlenek węgla, amoniak, metan itp.). Mogłyby one doprowadzić do powstania gęstej atmosfery, która chroniłaby powierzchnie przed wieloma szkodliwym promieniowaniem i redystrybuowała ciepło na planetach zablokowanych pływowo.
Z drugiej strony gęsta atmosfera mogłaby również wywoływać efekt podobny do Wenus, powodując niekontrolowany efekt cieplarniany, który skutkowałby powstaniem niesamowicie gęstej atmosfery i wyjątkowo gorących powierzchni. W tych okolicznościach każde życie, które pojawiło się na tych planetach, musiałoby być wyjątkowo odporne, aby przetrwać miliardy lat.
Kolejną pozytywną rzeczą do rozważenia jest stała jasność i temperatura TRAPPIST-1, które są również typowe dla gwiazd klasy M (czerwony karzeł). Gwiazdy takie jak nasze Słońce mają szacowaną żywotność na 10 miliardów lat (czyli prawie w połowie) i z czasem stają się coraz jaśniejsze i cieplejsze. Z drugiej strony uważa się, że czerwone karły istnieją nawet przez 10 trylionów lat - znacznie dłużej niż istniał Wszechświat - i nie zmieniają znacznie intensywności.
Biorąc pod uwagę czas potrzebny na pojawienie się złożonego życia na Ziemi (ponad 4,5 miliarda lat), ta długowieczność i spójność mogą sprawić, że systemy gwiezdnych czerwonych karłów będą najlepszym długoterminowym zakładem na zamieszkanie. Taki był wniosek z jednego z ostatnich badań, które przeprowadził prof. Avi Loeb z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). I jak wyjaśnił Mamajek:
„Gwiazdy znacznie masywniejsze niż Słońce szybko zużywają paliwo, rozjaśniając się przez miliony lat i eksplodując jako supernowe. Ale TRAPPIST-1 jest jak wolno paląca się świeca, która świeci około 900 razy dłużej niż obecny wiek wszechświata. ”
NASA wyraziła również podekscytowanie tymi odkryciami. „Te nowe wyniki stanowią przydatny kontekst dla przyszłych obserwacji planet TRAPPIST-1, co może dać nam świetny wgląd w to, jak powstają i ewoluują, i utrzymują się atmosfery planetarne” - powiedziała Tiffany Kataria, naukowiec egzoplanet w JPL. W chwili obecnej badania nad TRAPPIST-1 i innymi pobliskimi układami gwiezdnymi ograniczają się do metod pośrednich.
Jednak w najbliższej przyszłości oczekuje się, że misje nowej generacji, takie jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, ujawnią dodatkowe informacje - takie jak to, czy planety te mają atmosferę i jakie są ich kompozycje. Oczekuje się, że przyszłe obserwacje za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a i Kosmicznego Teleskopu Spitzera poprawią nasze zrozumienie tych planet i możliwych warunków na ich powierzchni.
