Helmikuussa 2017 eurooppalaisten tähtitieteilijöiden ryhmä ilmoitti löytäneensä läheisen tähden TRAPPIST-1 kiertävän seitsemän planeetan järjestelmän. Sen lisäksi, että kaikki seitsemän planeettaa olivat kivisiä, lisäetu oli, että kolme niistä kiertää TRAPPIST-1: n asuttavalla alueella. Sellaisenaan on suoritettu useita tutkimuksia, joilla on pyritty selvittämään, voisiko järjestelmässä oleva planeetta olla asuttava vai ei.
Asumiskelpoisuustutkimuksissa yksi tärkeimmistä huomioitavista tekijöistä on tähtijärjestelmän ikä. Periaatteessa nuorilla tähdellä on taipumus syttyä ja vapauttaa haitallisia säteilypurskauksia, kun taas planeettoja, jotka kiertävät vanhempia tähtiä, on altistettu säteilylle pidemmän aikaa. Tähtitieteilijäparin uuden tutkimuksen ansiosta on nyt tiedossa, että TRAPPIST-1-järjestelmä on kaksi kertaa vanhempi kuin aurinkokunta.
Tutkimus julkaistaan vuonna 2006 The Astrophysical Journal nimeltään ”TRAPPIST-1-järjestelmän ikä”, johti Kalifornian San Diegon yliopiston (UCSD) tähtitieteilijä Adam Burgasser. Hänen kanssaan liittyi Eric Mamajek, NASA: n Exoplanet Exploration Program (EEP) -apuohjelmatutkija Jet-propulsiolaboratoriossa.
Yhdessä he tutkivat tietoja TRAPPIST-1: n kinematiikasta (ts. Nopeudesta, jolla se kiertää galaksin keskustaa), sen iästä, magneettisesta aktiivisuudesta, tiheydestä, absorptiolinjoista, pinnan painovoimasta, metallisuudesta ja nopeudesta, jolla se kokee tähtien leimahduksia. . Kaikesta tästä he päättelivät, että TRAPPIST-1 on melko vanha, joskus 5,4–9,8 miljardia vuotta vanha. Tämä on jopa kaksi kertaa vanhempi kuin oma aurinkokunta, joka muodostui noin 4,5 miljardia vuotta sitten.
Nämä tulokset ovat ristiriidassa aikaisemmin esitettyjen arvioiden kanssa, joiden mukaan TRAPPIST-1-järjestelmä oli noin 500 miljoonaa hiivan vanhaa. Tämä perustui tosiasiaan, että olisi pitänyt kestää niin kauan, että TRAPPIST-1: n kaltaisella pienmassatähteellä (jolla on noin 8 prosenttia aurinkojemme massasta) supistua minimikokoonsa. Mutta ylä-ikärajalla, joka on vajaat 10 miljardia vuotta, tämä tähtijärjestelmä voisi olla melkein yhtä vanha kuin itse maailmankaikkeus!
Kuten tohtori Burgasser selitti äskettäisessä NASA: n lehdistötiedotteessa:
”Tuloksemme auttavat todella rajoittamaan TRAPPIST-1-järjestelmän kehitystä, koska järjestelmän on pitänyt olla kestänyt miljardeja vuosia. Tämä tarkoittaa sitä, että planeettojen piti kehittyä yhdessä, muuten järjestelmä olisi hajonnut kauan sitten. ”
Tämän vaikutuksilla voi olla erittäin merkittäviä asumiskelpoisuustutkimuksissa. Yhden vanhemmat tähdet kokevat vähemmän leimautumista kuin nuoremmat. Burgasser ja Mamajek vahvistivat tutkimuksestaan, että TRAPPIST-1 on suhteellisen hiljainen verrattuna muihin erittäin viileisiin kääpiötähtiin. Koska TRAPPIST-1-kiertoradan ympärillä olevat planeetat ovat niin lähellä tähtiä, ne ovat tässä vaiheessa altistuneet miljardeja vuosia säteilylle.
Sellaisena on mahdollista, että suurin osa planeetoista, jotka kiertävät TRAPPIST-1: tä, odottavat kahta ulointa, g ja h - olisi todennäköisesti ollut, että niiden ilmapiiri olisi irrotettu - samanlainen kuin mitä tapahtui Marsille miljardeja vuosia sitten, kun se menetti suojaavan magneettikentän. Tämä on varmasti johdonmukaista monien viimeaikaisten tutkimusten kanssa, joissa todettiin, että TRAPPIST-1: n aurinkoaktiivisuus ei edistä elämää millään sen planeetalla.
Kun jotkut näistä tutkimuksista koskivat TRAPPIST-1: n tähtien leimahtumisen tasoa, toiset tutkivat magneettikenttien roolia. Loppujen lopuksi he päättelivät, että TRAPPIST-1 oli liian muuttuva ja että oma magneettikenttä todennäköisesti liitetään planeettojen kenttiin, jolloin tähtihiukkaset voivat virtata suoraan planeettojen ilmakehään (mahdollistaen siten niiden olevan enemmän helposti riisuttu).
Tulokset eivät kuitenkaan olleet täysin huonoja uutisia. Koska TRAPPIST-1-planeettojen arvioidut tiheydet ovat pienemmät kuin maan, on mahdollista, että niissä on suuria määriä haihtuvia elementtejä (ts. Vesi, hiilidioksidi, ammoniakki, metaani jne.). Nämä olisivat voineet johtaa paksun ympäristön muodostumiseen, joka suojasi pintoja paljon haitalliselta säteilyltä ja jakoi lämmön uudelleen vuorovesilukittujen planeettojen yli.
Jälleen kerran paksu ilmakehä voi myös vaikuttaa Venukseen, luomalla karkaavan kasvihuoneilmiön, joka olisi johtanut uskomattoman paksuihin ilmapiireihin ja erittäin kuumiin pintoihin. Silloin olosuhteissa minkä tahansa näillä planeetoilla ilmenneen elämän olisi pitänyt olla erittäin kovaa voidakseen selviytyä miljardeja vuosia.
Toinen huomioon otettava positiivinen asia on TRAPPIST-1: n jatkuva kirkkaus ja lämpötila, jotka ovat tyypillisiä myös M-luokan (punainen kääpiö) tähtiille. Auringomme kaltaisten tähtien arvioitu elinikä on 10 miljardia vuotta (jonka se on melkein puolivälissä) ja kasvavat jatkuvasti kirkkaammiksi ja kuumemmiksi ajan myötä. Punaisten kääpiöiden uskotaan sitä vastoin olevan olemassa jopa 10 biljoonaa vuotta - paljon kauemmin kuin maailmankaikkeus on ollut olemassa - eivätkä ne muuta voimakkuuttaan paljon.
Koska aikaa, joka kului monimutkaisen elämän syntymiseen Maapallolla (yli 4,5 miljardia vuotta), tämä pitkäikäisyys ja johdonmukaisuus voisivat tehdä punaisista kääpiöitähteistä parhaan pitkän aikavälin vetokelpoisuuden. Tällainen oli johtopäätös yhdestä äskettäisestä tutkimuksesta, jonka suoritti prof. Avi Loeb Harvard-Smithsonian astrofysiikan keskuksesta (CfA). Ja kuten Mamajek selitti:
”Auringosta paljon massiivisemmat tähdet kuluttavat polttoainetta nopeasti, kirkkauttavat miljoonien vuosien ajan ja räjähtävät supernoovina. Mutta TRAPPIST-1 on kuin hitaasti palava kynttilä, joka paistaa noin 900 kertaa pidempään kuin maailmankaikkeuden nykyinen ikä. "
NASA on myös ilmaissut jännitystä näistä havainnoista. "Nämä uudet tulokset tarjoavat hyödyllisen kontekstin TRAPPIST-1-planeettojen tuleville havainnoille, jotka voisivat antaa meille suuren käsityksen siitä, kuinka planeetta-ilmakehä muodostuu ja kehittyy ja jatkuu tai ei", kertoi JPL: n eksoplaneetta-tutkija Tiffany Kataria. Tällä hetkellä TRAPPIST-1: n ja muiden lähellä olevien tähtijärjestelmien asettamista koskevat tutkimukset rajoittuvat epäsuoriin menetelmiin.
Lähitulevaisuudessa seuraavien sukupolvien operaatioiden, kuten James Webbin avaruusteleskoopin, odotetaan paljastavan lisätietoja - esimerkiksi siitä, onko näillä planeetoilla ilmapiiri vai eivät ja millaiset niiden koostumukset ovat. Tulevien havaintojen Hubble-avaruusteleskoopin ja Spitzer-avaruusteleskoopin kanssa odotetaan myös parantavan ymmärrystämme näistä planeetoista ja mahdollisista olosuhteista niiden pinnalla.
