В феврале 2017 года группа европейских астрономов объявила об открытии системы из семи планет, вращающейся вокруг ближайшей звезды TRAPPIST-1. Помимо того, что все семь планет были каменистыми, был добавлен бонус трех из них, вращающихся внутри обитаемой зоны TRAPPIST-1. Таким образом, было проведено множество исследований, целью которых было определить, могут ли обитать какие-либо планеты в системе.
Когда дело доходит до изучения жизнеспособности, одним из ключевых факторов, который следует учитывать, является возраст звездной системы. По сути, молодые звезды имеют тенденцию вспыхивать и испускать вредные вспышки излучения, в то время как планеты, которые вращаются вокруг старых звезд, подвергались облучению в течение более длительных периодов времени. Благодаря новому исследованию, проведенному парой астрономов, теперь стало известно, что система TRAPPIST-1 в два раза старше Солнечной системы.
Исследование, которое будет опубликовано в Астрофизический Журнал под названием «О возрасте системы TRAPPIST-1», возглавлял Адам Бургассер, астроном Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD). К нему присоединился Эрик Мамайек, заместитель научного сотрудника НАСА по программе исследования экзопланет (EEP) в Лаборатории реактивного движения.
Вместе они изучили данные о кинематике TRAPPIST-1s (то есть скорости, с которой она вращается вокруг центра галактики), ее возрасте, магнитной активности, плотности, линиях поглощения, поверхностной гравитации, металличности и скорости, с которой она испытывает звездные вспышки , Исходя из всего этого, они определили, что TRAPPIST-1 довольно старый, где-то между 5,4 и 9,8 миллиардов лет. Это в два раза старше нашей собственной Солнечной системы, которая образовалась около 4,5 миллиардов лет назад.
Эти результаты противоречат ранее проведенным оценкам, согласно которым системе TRAPPIST-1 было около 500 миллионов лет. Это было основано на том факте, что потребовалось бы много времени, чтобы звезда с низкой массой, такая как TRAPPIST-1 (которая имеет примерно 8% массы нашего Солнца), сократилась до своего минимального размера. Но с верхним возрастным пределом, который составляет чуть менее 10 миллиардов лет, эта звездная система может быть почти такой же старой, как и сама Вселенная!
Как доктор Бургассер объяснил в недавнем заявлении для прессы НАСА:
«Наши результаты действительно помогают ограничить развитие системы TRAPPIST-1, потому что система должна существовать в течение миллиардов лет. Это означает, что планеты должны были развиваться вместе, иначе система давно бы развалилась ».
Последствия этого могут быть очень значительными с точки зрения изучения среды обитания. С одной стороны, у более старых звезд меньше вспышек, чем у более молодых. В своем исследовании Бургассер и Мамайек подтвердили, что TRAPPIST-1 относительно тихий по сравнению с другими ультрахолодными карликовыми звездами. Однако, поскольку планеты вокруг орбиты TRAPPIST-1 находятся так близко к своей звезде, в этот момент они подверглись миллиардам лет радиации.
Таким образом, возможно, что большинство планет, которые вращаются вокруг TRAPPIST-1, ожидают двух самых дальних, г а также час - вероятно, их атмосферы были бы уничтожены - подобно тому, что произошло с Марсом миллиарды лет назад, когда он потерял свое защитное магнитное поле. Это, безусловно, согласуется со многими недавними исследованиями, в которых сделан вывод о том, что солнечная активность TRAPPIST-1 не будет способствовать жизни ни на одной из ее планет.
В то время как некоторые из этих исследований касались уровня звездной вспышки TRAPPIST-1, другие исследовали роль магнитных полей. В конце концов они пришли к выводу, что TRAPPIST-1 был слишком переменным, и что его собственное магнитное поле, вероятно, будет связано с полями ее планет, позволяя частицам звезды перетекать прямо в атмосферу планет (таким образом, позволяя им быть более легко раздевается).
Тем не менее, результаты не совсем плохие новости. Поскольку планеты TRAPPIST-1 имеют оценочные плотности, которые ниже, чем у Земли, возможно, что они имеют большое количество летучих элементов (то есть воды, двуокиси углерода, аммиака, метана и т. Д.). Это могло привести к образованию густых атмосфер, которые защищали поверхности от большого количества вредного излучения и перераспределяли тепло по планетам, заблокированным приливом.
С другой стороны, густая атмосфера также может иметь эффект, похожий на Венеру, создавая безудержный парниковый эффект, который привел бы к невероятно густой атмосфере и чрезвычайно горячей поверхности. В этих условиях любая жизнь, возникшая на этих планетах, должна была быть чрезвычайно выносливой, чтобы выжить в течение миллиардов лет.
Еще одним положительным моментом, который необходимо учитывать, является постоянная яркость и температура TRAPPIST-1, которые также типичны для звезд класса М (красный карлик). Звезды, подобные нашему Солнцу, имеют предполагаемую продолжительность жизни 10 миллиардов лет (а это почти половина пути) и со временем становятся все ярче и жарче. С другой стороны, красные карлики, как полагают, существуют целых 10 триллионов лет - намного дольше, чем существовала Вселенная - и не сильно меняются по интенсивности.
Учитывая количество времени, которое потребовалось для возникновения сложной жизни на Земле (более 4,5 миллиардов лет), эта долговечность и постоянство могут сделать звездные системы красных карликов лучшим долгосрочным предложением для обитаемости. Таков был вывод одного недавнего исследования, которое было проведено профессором Ави Леб из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA). И как объяснил Мамайек:
«Звезды, намного более массивные, чем Солнце, быстро потребляют свое топливо, осветляясь в течение миллионов лет и взрываясь как сверхновые. Но TRAPPIST-1 похож на медленно горящую свечу, которая будет светить примерно в 900 раз дольше, чем нынешний век вселенной ».
НАСА также выразило волнение по поводу этих выводов. «Эти новые результаты предоставляют полезный контекст для будущих наблюдений за планетами TRAPPIST-1, которые могут дать нам глубокое понимание того, как атмосферы планет формируются, развиваются и сохраняются или нет», - сказала Тиффани Катария, ученый-экзопланет из JPL. В настоящее время исследования обитаемости TRAPPIST-1 и других близлежащих звездных систем ограничены косвенными методами.
Однако в ближайшем будущем миссии следующего поколения, такие как космический телескоп Джеймса Уэбба, как ожидается, раскроют дополнительную информацию - например, есть ли на этих планетах атмосфера и каковы их составы. Ожидается, что будущие наблюдения с помощью космического телескопа Хаббла и космического телескопа Спитцера улучшат наше понимание этих планет и возможных условий на их поверхности.
