Odkąd naukowcy potwierdzili istnienie siedmiu planet naziemnych krążących wokół TRAPPIST-1, układ ten był głównym przedmiotem zainteresowania astronomów. Biorąc pod uwagę jego bliskość do Ziemi (zaledwie 39,5 lat świetlnych stąd) oraz fakt, że trzy z jej planet krążą wokół „Strefy Złotowłosa” gwiazdy, system ten jest idealną lokalizacją, aby dowiedzieć się więcej na temat potencjalnej siedliska czerwieni systemy gwiazd karłowatych.
Jest to szczególnie ważne, ponieważ większość gwiazd w naszej galaktyce to czerwone karły (znane również jako gwiazdy karłowate typu M). Niestety nie wszystkie badania były uspokajające. Na przykład dwa ostatnie badania przeprowadzone przez dwa oddzielne zespoły z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) wskazują, że prawdopodobieństwo znalezienia życia w tym układzie jest mniej prawdopodobne niż się powszechnie uważa.
Pierwsze badanie, zatytułowane „Fizyczne ograniczenia prawdopodobieństwa życia na egzoplanetach”, miało na celu zbadanie, w jaki sposób promieniowanie i wiatr gwiezdny wpłyną na wszystkie planety znajdujące się w strefie zamieszkiwanej przez TRAPPIST-1. W tym celu autorzy badania - profesorowie Manasvi Lingam i Avi Loeb - skonstruowali model, który rozważał, w jaki sposób pewne czynniki wpłyną na warunki na powierzchni tych planet.
Model ten wziął pod uwagę, w jaki sposób odległość planet od ich gwiazdy wpłynie na temperatury powierzchni i straty atmosferyczne oraz jak może to wpłynąć na zmiany, które życie musiałoby pojawić się w czasie. Jak dr Loeb powiedział Space Magazine pocztą elektroniczną:
„Rozważaliśmy erozję atmosfery planet z powodu wiatru gwiazdowego i roli temperatury w procesach ekologicznych i ewolucyjnych. Strefa zamieszkała wokół słabej gwiazdy karłowatej TRAPPIST-1 jest kilkadziesiąt razy bliżej niż dla Słońca, stąd ciśnienie wiatru gwiazdowego jest o kilka rzędów wielkości wyższe niż na Ziemi. Ponieważ życie, jakie znamy, wymaga ciekłej wody, a ciekła woda wymaga atmosfery, dlatego istnieje mniejsze prawdopodobieństwo, że życie istnieje wokół TRAPPIST-1 niż w Układzie Słonecznym. ”
Zasadniczo, dr Lingam i dr Loeb odkryli, że planety w systemie TRAPPIST-1 byłyby blokowane przez promieniowanie UV o intensywności znacznie większej niż ta, której doświadcza Ziemia. Jest to dobrze znane zagrożenie, jeśli chodzi o gwiazdy czerwonych karłów, które są zmienne i niestabilne w porównaniu do naszego własnego Słońca. Doszli do wniosku, że w porównaniu z Ziemią szanse na złożone życie na planetach w strefie mieszkalnej TRAPPIST-1 były mniejsze niż 1%.
„Wykazaliśmy, że egzoplanety wielkości Ziemi w strefie zamieszkiwalnej wokół karłów M wykazują znacznie mniejsze szanse na zamieszkanie w stosunku do Ziemi, ze względu na częstsze padanie promieni ultrafioletowych i mniejsze odległości od gwiazdy macierzystej” - powiedział Loeb. „Dotyczy to niedawno odkrytych egzoplanet w pobliżu Słońca, Proximy b (najbliższa gwiazda oddalona o cztery lata świetlne) i TRAPPIST-1 (dziesięć razy dalej), które okazują się być o kilka rzędów wielkości mniejsze niż Ziemia . ”
Drugie badanie - „Groźne środowisko planet TRAPPIST-1”, opublikowane niedawno w The Astrophysical Journal Letters - został wyprodukowany przez zespół CfA i Lowell Center for Space Science and Technology na University of Massachusetts. Zespół kierowany przez dr Cecilię Garraffo z CfA, zespół rozważył inne potencjalne zagrożenie życia w tym systemie.
Zasadniczo zespół odkrył, że TRAPPIST-1, podobnie jak nasze Słońce, wysyła strumienie naładowanych cząstek na zewnątrz w kosmos - tj. Wiatr gwiezdny. W Układzie Słonecznym wiatr ten wywiera siłę na planety i może powodować zdejmowanie ich atmosfery. Podczas gdy atmosfera ziemska jest chroniona przez pole magnetyczne, planet takich jak Mars nie ma - dlatego stracił większość swojej atmosfery w przestrzeni kosmicznej w ciągu setek milionów lat.
Jak ustalił zespół badawczy, jeśli chodzi o TRAPPIST-1, strumień ten wywiera na swoje planety siłę, która jest między 1000 a 100 000 razy większa niż to, czego doświadcza Ziemia od wiatru słonecznego. Co więcej, twierdzą, że pole magnetyczne TRAPPIST-1 jest prawdopodobnie połączone z polami magnetycznymi planet, które krążą wokół niego, co pozwoliłoby cząsteczkom z gwiazdy na bezpośredni przepływ do atmosfery planety.
Innymi słowy, jeśli planety TRAPPIST-1 mają pola magnetyczne, nie zapewnią im żadnej ochrony. Jeśli więc przepływ naładowanych cząstek jest wystarczająco silny, może pozbawić atmosfery tych planet, czyniąc je niezdatnymi do zamieszkania. Jak ujął to Garraffo:
„Ziemskie pole magnetyczne działa jak tarcza przed potencjalnie szkodliwym działaniem wiatru słonecznego. Gdyby Ziemia była znacznie bliżej Słońca i poddana atakowi cząstek takich jak gwiazda TRAPPIST-1, nasza tarcza planetarna zawiodłaby dość szybko. ”
Jak możesz sobie wyobrazić, nie jest to dobra wiadomość dla tych, którzy mieli nadzieję, że system TRAPPIST-1 zatrzyma pierwsze dowody życia poza naszym Układem Słonecznym. Pomiędzy faktem, że jego planety krążą wokół gwiazdy emitującej różne stopnie intensywnego promieniowania, a bliskością jej siedmiu planet do samej gwiazdy, szanse życia pojawiające się na każdej planecie w jej „strefie zamieszkiwalnej” nie są znaczące.
Wyniki drugiego badania są szczególnie istotne w świetle innych ostatnich badań. W przeszłości zarówno profesor Loeb, jak i zespół z University of Chicago zajmowali się możliwością, że siedem planet systemu TRAPPIST-1 - które są stosunkowo blisko siebie - są dobrze dostosowane do litopanspermii. Krótko mówiąc, ustalili, że biorąc pod uwagę ich bliskość, bakterie mogą być przenoszone z jednej planety na drugą za pośrednictwem asteroid.
Ale jeśli bliskość tych planet oznacza również, że jest mało prawdopodobne, aby zachowały swoją atmosferę w obliczu gwiezdnego wiatru, prawdopodobieństwo litopanspermii może być sporne. Jednak zanim ktokolwiek zacznie myśleć, że jest to zła wiadomość, jeśli chodzi o polowanie na życie, należy zauważyć, że niniejsze badanie nie wyklucza możliwości pojawienia się życia w wszystko układy gwiazd czerwonego karła.
Jak wskazał dr Jeremy Drake - starszy astrofizyk z CfA i jeden ze współautorów Garraffo - wyniki ich badań po prostu oznaczają, że musimy porzucić szeroką sieć, szukając życia we Wszechświecie. „Na pewno nie mówimy, że ludzie powinni przestać szukać życia wokół gwiazd czerwonego karła” - powiedział. „Ale nasza praca i praca naszych kolegów pokazuje, że powinniśmy również kierować reklamy na możliwie jak najwięcej gwiazd, które bardziej przypominają Słońce.”
I jak sam dr Loeb wskazał w przeszłości, czerwone karły są nadal najbardziej statystycznie prawdopodobnym miejscem do znalezienia światów mieszkalnych:
„Badając zamieszkiwanie Wszechświata w całej historii kosmicznej, od narodzin pierwszych gwiazd 30 milionów lat po Wielkim Wybuchu do śmierci ostatnich gwiazd w ciągu 10 bilionów lat, można dojść do wniosku, że o ile zamieszkiwanie wokół gwiazd o niskiej masie nie jest tłumione, życie najprawdopodobniej będzie istnieć w pobliżu gwiazd czerwonego karła, takich jak Proxima Centauri lub TRAPPIST-1 tryliony lat od teraz. ”
Jeśli jest coś takiego z tych badań, to fakt, że istnienie życia w układzie gwiezdnym nie wymaga po prostu planet krążących wokół okołoziemskich stref mieszkalnych. Należy również wziąć pod uwagę naturę samych gwiazd oraz rolę wiatru słonecznego i pól magnetycznych, ponieważ mogą oznaczać różnicę między planetą noszącą życie a sterylną kulą skały!
