Τον Φεβρουάριο του 2017, αστρονόμοι από το Ευρωπαϊκό Νότιο Αστεροσκοπείο (ESO) ανακοίνωσαν την ανακάλυψη επτά βραχώδεις πλανητών γύρω από το κοντινό αστέρι του TRAPPIST-1. Όχι μόνο αυτός ήταν ο μεγαλύτερος αριθμός πλανητών που μοιάζουν με τη Γη που έχουν ανακαλυφθεί σε ένα σύστημα αστεριών μέχρι σήμερα, τα νέα ενισχύθηκαν επίσης από το γεγονός ότι τρεις από αυτούς τους πλανήτες βρέθηκαν σε τροχιά εντός της κατοικήσιμης ζώνης του αστεριού.
Από τότε, έχουν διεξαχθεί πολλές μελέτες για να εξακριβωθεί η πιθανότητα ότι αυτοί οι πλανήτες είναι πραγματικά κατοικήσιμοι. Χάρη σε μια διεθνή ομάδα επιστημόνων που χρησιμοποίησαν το Διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble για να μελετήσουμε τους πλανήτες του συστήματος, έχουμε τώρα τις πρώτες ενδείξεις για το εάν υπάρχει ή όχι νερό (βασικό συστατικό της ζωής όπως το γνωρίζουμε) σε οποιονδήποτε από τους βραχώδεις κόσμους του TRAPPIST-1s.
Η μελέτη της ομάδας, με τίτλο «Χρονική Εξέλιξη της Ακτινοβολίας Υψηλής Ενέργειας και Περιεχόμενο Νερού των Εξωπλανητών TRAPPIST-1», εμφανίστηκε πρόσφατα στο Χαμπλ ιστοσελίδα. Με επικεφαλής τον Ελβετό αστρονόμο Vincent Bourrier από το Observatoire de l'Université de Genève, η ομάδα βασίστηκε στο φασματογράφο απεικόνισης διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble (STIS) για να μελετήσει την ποσότητα της υπεριώδους ακτινοβολίας που λαμβάνει καθένας από τους πλανήτες TRAPPIST-1.
Όπως εξήγησε ο Bourrier σε ένα δελτίο τύπου του Hubble, αυτό τους βοήθησε να προσδιορίσουν την περιεκτικότητα σε νερό των επτά πλανητών του συστήματος:
«Η υπεριώδης ακτινοβολία είναι ένας σημαντικός παράγοντας στην ατμοσφαιρική εξέλιξη των πλανητών. Όπως και στη δική μας ατμόσφαιρα, όπου το υπεριώδες φως του ήλιου διασπά μόρια, το υπεριώδες φως του ήλιου μπορεί να σπάσει τους υδρατμούς στις ατμόσφαιρες των εξωπλανητών σε υδρογόνο και οξυγόνο. "
Ο τρόπος με τον οποίο αλληλεπιδρά η υπεριώδης ακτινοβολία με την ατμόσφαιρα ενός πλανήτη είναι σημαντικός όσον αφορά την εκτίμηση της πιθανής βιωσιμότητας ενός πλανήτη. Ενώ η υπεριώδης ακτινοβολία χαμηλότερης ενέργειας προκαλεί φωτοδιάσπαση, μια διαδικασία όπου τα μόρια νερού διασπώνται σε οξυγόνο και υδρογόνο, ακραίες υπεριώδεις ακτίνες (ακτινοβολία XUV) και ακτίνες Χ προκαλούν τη θέρμανση της ανώτερης ατμόσφαιρας ενός πλανήτη - η οποία προκαλεί το υδρογόνο και το οξυγόνο διαφυγή.
Δεδομένου ότι το υδρογόνο είναι ελαφρύτερο από το οξυγόνο, χάνεται ευκολότερα στο διάστημα όπου μπορούν να παρατηρηθούν τα φάσματα του. Αυτό ακριβώς έκαναν ο Bourrier και η ομάδα του. Παρακολουθώντας τα φάσματα των πλανητών TRAPPIST-1 για σημάδια απώλειας υδρογόνου, η ομάδα μπόρεσε να μετρήσει αποτελεσματικά την περιεκτικότητα σε νερό. Αυτό που βρήκαν ήταν ότι η υπεριώδης ακτινοβολία που εκπέμπεται από το TRAPPIST-1 υποδηλώνει ότι οι πλανήτες της θα μπορούσαν να έχουν χάσει πολύ νερό κατά την ιστορία τους.
Οι απώλειες ήταν πιο σοβαρές για τους εσωτερικούς πλανήτες - TRAPPIST-1b και 1c - που λαμβάνουν την περισσότερη ακτινοβολία UV από το αστέρι τους. Στην πραγματικότητα, η ομάδα εκτιμά ότι αυτοί οι πλανήτες θα μπορούσαν να έχουν χάσει πάνω από 20 γήινους ωκεανούς νερό κατά τη διάρκεια της ιστορίας του συστήματος - το οποίο εκτιμάται ότι είναι μεταξύ 5,4 και 9,8 δισεκατομμυρίων ετών. Με άλλα λόγια, αυτοί οι εσωτερικοί πλανήτες θα ήταν ξηροί οστών και σίγουρα στείροι.
Ωστόσο, αυτά τα ίδια ευρήματα υποδηλώνουν επίσης ότι οι εξωτερικοί πλανήτες του συστήματος έχουν χάσει σημαντικά λιγότερο νερό με την πάροδο του χρόνου, πράγμα που θα μπορούσε να σημαίνει ότι εξακολουθούν να διαθέτουν άφθονες ποσότητες στις επιφάνειές τους. Αυτό περιλαμβάνει τους τρεις πλανήτες που βρίσκονται εντός της κατοικήσιμης ζώνης του αστεριού - TRAPPIST-1e, f και g - που δείχνει ότι αυτοί οι πλανήτες θα μπορούσαν τελικά να κατοικήσουν.
Αυτά τα ευρήματα ενισχύονται από την υπολογιζόμενη απώλεια νερού και τα γεωφυσικά ποσοστά απελευθέρωσης νερού, τα οποία ευνοούν επίσης την ιδέα ότι οι πιο μαζικοί και εξόχως πλανήτες έχουν διατηρήσει το μεγαλύτερο μέρος του νερού τους με την πάροδο του χρόνου. Αυτά τα ευρήματα είναι πολύ σημαντικά, καθώς αποδεικνύουν περαιτέρω ότι η ατμοσφαιρική διαφυγή και η εξέλιξη συνδέονται στενά με τους πλανήτες του συστήματος TRAPPIST-1.
Τα ευρήματα είναι επίσης ενθαρρυντικά, καθώς προηγούμενες μελέτες που θεωρούσαν την ατμοσφαιρική απώλεια σε αυτό το σύστημα έδωσαν μια μάλλον ζοφερή εικόνα. Σε αυτά περιλαμβάνονται εκείνα που έδειξαν ότι το TRAPPIST-1 βιώνει πάρα πολύ φωτοβολίδα, που ακόμη και οι ήρεμοι κόκκινοι νάνοι υποβάλλουν τους πλανήτες τους σε έντονη ακτινοβολία με την πάροδο του χρόνου και ότι η απόσταση μεταξύ του TRAPPIST-1 και των αντίστοιχων πλανητών του θα σήμαινε ότι ο ηλιακός άνεμος θα εναποτίθεται απευθείας τις ατμόσφαιρες τους.
Με άλλα λόγια, αυτές οι μελέτες δημιουργούν αμφιβολίες σχετικά με το εάν τα αστέρια που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από αστέρια τύπου Μ (κόκκινος νάνος) θα μπορούσαν να διατηρήσουν την ατμόσφαιρα τους με την πάροδο του χρόνου - ακόμη και αν είχαν ατμόσφαιρα και μαγνητόσφαιρα σαν τη Γη. Όπως και ο Άρης, αυτή η έρευνα έδειξε ότι η ατμοσφαιρική απογύμνωση που προκαλείται από τον ηλιακό άνεμο θα καθιστούσε αναπόφευκτα τις επιφάνειές τους κρύες, αποξηραμένες και άψυχες.
Εν ολίγοις, αυτό είναι ένα από τα λίγα καλά νέα που έχουμε λάβει από τότε που ανακοινώθηκε για πρώτη φορά η ύπαρξη επτά πλανητών στο σύστημα TRAPPIST-1 (και τρεις δυνητικά κατοικήσιμοι). Είναι επίσης μια θετική ένδειξη όσον αφορά τη δυνατότητα διαβίωσης των συστημάτων κόκκινων αστεριών νάνων. Τα τελευταία χρόνια, πολλά από αυτά τα εντυπωσιακά ευρήματα εξωπλανήτη έλαβαν χώρα γύρω από κόκκινα αστέρια νάνων - δηλαδή Proxima b, LHS 1140b, Gliese 581g, Gliese 625b και Gliese 682c.
Δεδομένου του αριθμού των βραχώδεις πλανητών που έχουν εντοπιστεί σε τροχιά αυτού του τύπου αστεριού - και το γεγονός ότι είναι οι πιο συνηθισμένοι στο Σύμπαν (αντιπροσωπεύοντας το 70% των αστεριών μόνο στον Γαλαξία) - γνωρίζοντας ότι θα μπορούσαν να υποστηρίξουν κατοικήσιμους πλανήτες είναι σίγουρα ευπρόσδεκτο! Αλλά φυσικά, ο Bourrier και οι συνάδελφοί του τονίζουν ότι η μελέτη δεν είναι πειστική και απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να καθοριστεί εάν κάποιος από τους πλανήτες TRAPPIST-1 είναι πραγματικά υδατώδης.
Όπως ανέφερε ο Bourieer, αυτό πιθανότατα θα περιλαμβάνει τηλεσκόπια επόμενης γενιάς:
«Ενώ τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι οι εξωτερικοί πλανήτες είναι οι καλύτεροι υποψήφιοι για αναζήτηση νερού με το επερχόμενο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, επισημαίνουν επίσης την ανάγκη για θεωρητικές μελέτες και συμπληρωματικές παρατηρήσεις σε όλα τα μήκη κύματος για να προσδιοριστεί η φύση των πλανητών TRAPPIST-1 και τη δυνητική τους κατοικησιμότητα. "
Βραχώδεις πλανήτες γύρω από τον πιο συνηθισμένο τύπο αστεριού, το δυναμικό συγκράτησης νερού και 1oo δισεκατομμύρια πιθανούς πλανήτες μόνο στον Γαλαξία μας. Ένα πράγμα είναι σίγουρο: το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb θα έχει τα χέρια του γεμάτα μόλις αναπτυχθεί τον Οκτώβριο του 2018!
Και φροντίστε να δείτε και αυτό το κινούμενο σχέδιο του συστήματος TRAPPIST-1, ευγενική προσφορά του L. Calçada και του ESO:
