Τον Φεβρουάριο του 2017, μια ομάδα Ευρωπαίων αστρονόμων ανακοίνωσε την ανακάλυψη ενός συστήματος επτά πλανητών σε τροχιά γύρω από το κοντινό αστέρι TRAPPIST-1. Εκτός από το γεγονός ότι και οι επτά πλανήτες ήταν βραχώδεις, υπήρχε το πρόσθετο μπόνους τριών από αυτούς σε τροχιά εντός της κατοικήσιμης ζώνης του TRAPPIST-1. Ως εκ τούτου, έχουν διεξαχθεί πολλές μελέτες που έχουν επιδιώξει να προσδιορίσουν εάν κάποιοι πλανήτες στο σύστημα θα μπορούσαν να κατοικήσουν ή όχι.
Όταν πρόκειται για μελέτες βιωσιμότητας, ένας από τους βασικούς παράγοντες που πρέπει να λάβετε υπόψη είναι η ηλικία του συστήματος αστεριών. Βασικά, τα νεαρά αστέρια έχουν την τάση να εκτοξεύονται και να απελευθερώνουν επιβλαβείς εκρήξεις ακτινοβολίας, ενώ πλανήτες που βρίσκονται σε τροχιά παλαιότερα αστέρια υπόκεινται σε ακτινοβολία για μεγαλύτερες χρονικές περιόδους. Χάρη σε μια νέα μελέτη από ένα ζευγάρι αστρονόμων, είναι πλέον γνωστό ότι το σύστημα TRAPPIST-1 είναι διπλάσιο από το ηλιακό σύστημα.
Η μελέτη, η οποία θα δημοσιευθεί το Η Αστροφυσική Εφημερίδα υπό τον τίτλο «On The Age Of The TRAPPIST-1 System», με επικεφαλής τον Adam Burgasser, αστρονόμο στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια Σαν Ντιέγκο (UCSD). Συνοδεύτηκε από τον Eric Mamajek, τον αναπληρωτή επιστήμονα του προγράμματος Exoplanet Exploration Program (EEP) της NASA στο Jet Propulsion Laboratory.
Μαζί, συμβουλεύτηκαν δεδομένα σχετικά με την κινηματική TRAPPIST-1s (δηλαδή την ταχύτητα με την οποία περιστρέφεται γύρω από το κέντρο του γαλαξία), την ηλικία, τη μαγνητική δραστηριότητα, την πυκνότητα, τις γραμμές απορρόφησης, την επιφανειακή βαρύτητα, τη μεταλλικότητα και τον ρυθμό με τον οποίο βιώνει αστρικές εκρήξεις . Από όλα αυτά, διαπίστωσαν ότι το TRAPPIST-1 είναι αρκετά παλιό, κάπου μεταξύ 5,4 και 9,8 δισεκατομμυρίων ετών. Αυτό είναι έως και δύο φορές παλαιότερο από το δικό μας Ηλιακό Σύστημα, το οποίο σχηματίστηκε περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.
Αυτά τα αποτελέσματα έρχονται σε αντίθεση με τις προηγούμενες εκτιμήσεις, οι οποίες ήταν ότι το σύστημα TRAPPIST-1 ήταν περίπου 500 εκατομμύρια ετών. Αυτό βασίστηκε στο γεγονός ότι θα χρειαζόταν τόσο πολύ για ένα αστέρι χαμηλής μάζας όπως το TRAPPIST-1 (το οποίο έχει περίπου το 8% της μάζας του Ήλιου μας) να συρρικνωθεί στο ελάχιστο του μέγεθος. Αλλά με ανώτερο όριο ηλικίας που είναι μόλις κάτω από 10 δισεκατομμύρια χρόνια, αυτό το σύστημα αστεριών θα μπορούσε να είναι σχεδόν τόσο παλιά όσο το ίδιο το Σύμπαν!
Όπως εξήγησε ο Δρ Burgasser σε πρόσφατη δήλωση τύπου της NASA:
«Τα αποτελέσματά μας βοηθούν πραγματικά στον περιορισμό της εξέλιξης του συστήματος TRAPPIST-1, επειδή το σύστημα πρέπει να έχει επιμείνει για δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτό σημαίνει ότι οι πλανήτες έπρεπε να εξελιχθούν μαζί, διαφορετικά το σύστημα θα είχε καταρρεύσει εδώ και πολύ καιρό. "
Οι συνέπειες αυτού θα μπορούσαν να είναι πολύ σημαντικές όσον αφορά τις μελέτες βιωσιμότητας. Για ένα, τα μεγαλύτερα αστέρια έχουν λιγότερη εμπειρία σε σχέση με τα νεότερα. Από τη μελέτη τους, οι Burgasser και Mamajek επιβεβαίωσαν ότι το TRAPPIST-1 είναι σχετικά αθόρυβο σε σύγκριση με άλλα εξαιρετικά δροσερά νάνα αστέρια. Ωστόσο, δεδομένου ότι οι πλανήτες γύρω από το TRAPPIST-1 βρίσκονται σε τροχιά κοντά στο αστέρι τους, έχουν εκτεθεί σε ακτινοβολία δισεκατομμυρίων ετών σε αυτό το σημείο.
Ως εκ τούτου, είναι πιθανό οι περισσότεροι από τους πλανήτες που περιστρέφονται σε τροχιά TRAPPIST-1 - να περιμένουν για τους εξόχως από τους δύο, σολ και η - πιθανότατα θα είχαν αφαιρεθεί η ατμόσφαιρά τους - παρόμοια με αυτό που συνέβη στον Άρη πριν από δισεκατομμύρια χρόνια όταν έχασε το προστατευτικό μαγνητικό πεδίο. Αυτό είναι σίγουρα σύμφωνο με πολλές πρόσφατες μελέτες, οι οποίες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η ηλιακή δραστηριότητα του TRAPPIST-1 δεν θα ευνοούσε τη ζωή σε κανέναν από τους πλανήτες της.
Ενώ ορισμένες από αυτές τις μελέτες αφορούσαν το επίπεδο αστρικής φλόγας TRAPPIST-1, άλλες εξέτασαν το ρόλο που θα διαδραματίσουν τα μαγνητικά πεδία. Στο τέλος, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι το TRAPPIST-1 ήταν πολύ μεταβλητό και ότι το δικό του μαγνητικό πεδίο πιθανότατα θα συνδεόταν με τα πεδία των πλανητών του, επιτρέποντας στα σωματίδια από το αστέρι να ρέουν απευθείας στους ατμοσφαιρικούς πλανήτες (επιτρέποντάς τους έτσι να είναι περισσότερο αφαιρείται εύκολα).
Ωστόσο, τα αποτελέσματα δεν ήταν εντελώς άσχημα νέα. Δεδομένου ότι οι πλανήτες TRAPPIST-1 έχουν εκτιμώμενες πυκνότητες που είναι χαμηλότερες από εκείνες της Γης, είναι πιθανό να έχουν μεγάλες ποσότητες πτητικών στοιχείων (δηλ. Νερό, διοξείδιο του άνθρακα, αμμωνία, μεθάνιο κ.λπ.). Αυτά θα μπορούσαν να οδηγήσουν στο σχηματισμό παχιών ατμοσφαιρών που προστάτευαν τις επιφάνειες από πολλή επιβλαβή ακτινοβολία και αναδιανέμουν τη θερμότητα στους παλιρροιακά κλειδωμένους πλανήτες.
Και πάλι, μια παχιά ατμόσφαιρα θα μπορούσε επίσης να έχει επίδραση παρόμοια με την Αφροδίτη, δημιουργώντας ένα φαινόμενο θερμοκηπίου που θα είχε ως αποτέλεσμα απίστευτα παχιά ατμόσφαιρα και εξαιρετικά θερμές επιφάνειες. Υπό τις συνθήκες, λοιπόν, κάθε ζωή που προέκυψε σε αυτούς τους πλανήτες θα έπρεπε να είναι εξαιρετικά ανθεκτική για να επιβιώσει για δισεκατομμύρια χρόνια.
Ένα άλλο θετικό πράγμα που πρέπει να λάβετε υπόψη είναι η σταθερή φωτεινότητα και θερμοκρασία του TRAPPIST-1, που είναι επίσης τυπικά αστέρια κατηγορίας M (κόκκινος νάνος). Αστέρια όπως ο Ήλιος μας έχουν εκτιμώμενη διάρκεια ζωής 10 δισεκατομμυρίων ετών (τα οποία είναι σχεδόν στα μισά του δρόμου) και μεγαλώνουν σταθερά φωτεινότερα και πιο ζεστά με το χρόνο. Οι κόκκινοι νάνοι, από την άλλη πλευρά, πιστεύεται ότι υπάρχουν έως και 10 τρισεκατομμύρια χρόνια - πολύ περισσότερο από ό, τι υπήρχε το Σύμπαν - και δεν αλλάζουν πολύ σε ένταση.
Δεδομένου του χρόνου που χρειάστηκε για να εμφανιστεί η σύνθετη ζωή στη Γη (πάνω από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια), αυτή η μακροζωία και η συνέπεια θα μπορούσαν να κάνουν τα συστήματα κόκκινων νάνων νάνων το καλύτερο μακροπρόθεσμο στοίχημα για κατοικησιμότητα. Αυτό ήταν το συμπέρασμα μιας πρόσφατης μελέτης, η οποία διεξήχθη από τον καθηγητή Avi Loeb του Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). Και όπως εξήγησε ο Mamajek:
«Τα αστέρια είναι πολύ πιο ογκώδη από ό, τι ο Ήλιος καταναλώνει γρήγορα τα καύσιμα τους, φωτίζεται για εκατομμύρια χρόνια και εκρήγνυται ως σουπερνόβα. Αλλά το TRAPPIST-1 είναι σαν ένα κερί που καίει αργά και θα λάμπει για περίπου 900 φορές περισσότερο από την τρέχουσα εποχή του σύμπαντος. "
Η NASA εξέφρασε επίσης ενθουσιασμό για αυτά τα ευρήματα. «Αυτά τα νέα αποτελέσματα παρέχουν χρήσιμο πλαίσιο για μελλοντικές παρατηρήσεις των πλανητών TRAPPIST-1, οι οποίες θα μπορούσαν να μας δώσουν μεγάλη εικόνα για το πώς σχηματίζονται και εξελίσσονται οι πλανητικές ατμόσφαιρες και διατηρούνται ή όχι», δήλωσε η Tiffany Kataria, ένας επιστήμονας εξωπλανήτη στην JPL. Προς το παρόν, οι μελέτες βιωσιμότητας του TRAPPIST-1 και άλλων κοντινών συστημάτων αστεριών περιορίζονται σε έμμεσες μεθόδους.
Ωστόσο, στο εγγύς μέλλον, αποστολές επόμενης γενιάς όπως το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb αναμένεται να αποκαλύψουν πρόσθετες πληροφορίες - όπως εάν οι πλανήτες έχουν ή όχι ατμόσφαιρες και ποιες είναι οι συνθέσεις τους. Οι μελλοντικές παρατηρήσεις με το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble και το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Spitzer αναμένεται επίσης να βελτιώσουν την κατανόησή μας για αυτούς τους πλανήτες και τις πιθανές συνθήκες στην επιφάνειά τους.
