С тех пор, как ученые подтвердили существование семи планет земной группы, вращающихся вокруг TRAPPIST-1, эта система была центром интереса для астрономов. Учитывая ее близость к Земле (всего в 39,5 световых лет от Земли) и тот факт, что три ее планеты вращаются в пределах «Зоны Златовласка» звезды, эта система была идеальным местом для получения дополнительной информации о потенциальной обитаемости красного системы звезд карликов.
Это особенно важно, так как большинство звезд в нашей галактике - красные карлики (карликовые звезды типа М). К сожалению, не все исследования обнадеживают. Например, два недавних исследования, выполненные двумя отдельными командами из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA), показывают, что шансы найти жизнь в этой системе менее вероятны, чем обычно считается.
Первое исследование, озаглавленное «Физические ограничения вероятности жизни на экзопланетах», было направлено на изучение влияния радиации и звездного ветра на любые планеты, находящиеся в обитаемой зоне TRAPPIST-1. С этой целью авторы исследования - профессора Манасви Лингам и Ави Леб - построили модель, которая учитывала, как определенные факторы будут влиять на условия на поверхности этих планет.
Эта модель учитывала, как расстояние планет от их звезды будет влиять на температуру поверхности и потери атмосферы, и как это может повлиять на изменения жизни, которые могут возникнуть со временем. Как доктор Лёб рассказал Space Magazine по электронной почте:
«Мы рассмотрели эрозию атмосферы планет из-за звездного ветра и роли температуры в экологических и эволюционных процессах. Обитаемая зона вокруг слабой карликовой звезды TRAPPIST-1 находится в несколько десятков раз ближе, чем для Солнца, поэтому давление звездного ветра на несколько порядков выше, чем на Земле. Поскольку жизнь, как мы знаем, требует жидкой воды, а жидкая вода требует атмосферы, вероятность того, что жизнь существует вокруг TRAPPIST-1, меньше, чем в солнечной системе ».
По сути, доктор Лингам и доктор Леб обнаружили, что планеты в системе TRAPPIST-1 будут подвергаться воздействию ультрафиолетового излучения с интенсивностью, намного превышающей интенсивность, которую испытывает Земля. Это хорошо известная опасность, когда речь идет о звездах красных карликов, которые изменчивы и нестабильны по сравнению с нашим собственным Солнцем. Они пришли к выводу, что по сравнению с Землей шансы сложной жизни, существующей на планетах в обитаемой зоне TRAPPIST-1, были менее 1%.
«Мы показали, что экзопланеты размером с Землю в обитаемой зоне вокруг M-карликов имеют гораздо меньшую вероятность быть обитаемыми относительно Земли из-за более высоких падающих ультрафиолетовых потоков и более близких расстояний до звезды-хозяина», - сказал Леб. «Это относится к недавно обнаруженным экзопланетам в окрестностях Солнца, Проксимы b (ближайшая звезда через четыре световых года) и TRAPPIST-1 (в десять раз дальше), которые, как мы находим, на несколько порядков меньше, чем у Земли «.
Второе исследование - «Угрожающая среда планет TRAPPIST-1», которое было недавно опубликовано в Астрофизический Журнал Письма - был подготовлен командой из CfA и Центра космической науки и техники им. Лоуэлла в Массачусетском университете. Под руководством доктора Сесилии Гарраффо из CfA команда рассмотрела еще одну потенциальную угрозу жизни в этой системе.
По сути, команда обнаружила, что TRAPPIST-1, как и наше Солнце, посылает потоки заряженных частиц наружу в космос - то есть звездный ветер. Внутри Солнечной системы этот ветер воздействует на планеты и может разрушать их атмосферу. В то время как атмосфера Земли защищена ее магнитным полем, планеты, подобные Марсу, не защищены, поэтому она потеряла большую часть своей атмосферы в космосе в течение сотен миллионов лет.
Как обнаружила исследовательская группа, когда дело доходит до TRAPPIST-1, этот поток оказывает на свои планеты силу, которая в 1000-100000 раз превышает то, что Земля испытывает от солнечного ветра. Кроме того, они утверждают, что магнитное поле TRAPPIST-1, вероятно, связано с магнитными полями планет, которые вращаются вокруг него, что позволит частицам звезды непосредственно перетекать в атмосферу планеты.
Другими словами, если планеты TRAPPIST-1 действительно имеют магнитные поля, они не предоставят им никакой защиты. Поэтому, если поток заряженных частиц достаточно силен, он может лишить атмосферы этих планет, что делает их необитаемыми. Как сказал Гарраффо:
«Магнитное поле Земли действует как щит от потенциально разрушительного воздействия солнечного ветра. Если бы Земля была намного ближе к Солнцу и подверглась натиску частиц, подобных той, что дает звезда TRAPPIST-1, наш планетарный щит довольно быстро сломался бы ».
Как вы можете себе представить, это не совсем хорошая новость для тех, кто надеялся, что система TRAPPIST-1 станет первым свидетельством жизни за пределами нашей Солнечной системы. Между тем фактом, что его планеты вращаются вокруг звезды, которая испускает различные степени интенсивного излучения, и близостью, которую ее семь планет имеют к самой звезде, шансы жизни, возникающие на любой планете в ее «обитаемой зоне», незначительны.
Результаты второго исследования особенно важны в свете других недавних исследований. В прошлом профессор Леб и его команда из Чикагского университета рассматривали возможность того, что семь планет системы TRAPPIST-1, которые находятся относительно близко друг к другу, хорошо подходят для литопанспермии. Короче говоря, они определили, что, учитывая их близость друг к другу, бактерии могут передаваться с одной планеты на другую через астероиды.
Но если близость этих планет также означает, что они вряд ли сохранят свои атмосферы в условиях звездного ветра, вероятность lithopanspermia может быть спорным вопросом. Однако, прежде чем кто-либо начнет думать, что это плохая новость в отношении охоты на жизнь, важно отметить, что это исследование не исключает возможности возникновения жизни в все звездные системы красного карлика.
Как отметил д-р Джереми Дрейк, старший астрофизик из CfA и один из соавторов Garraffo, результаты их исследования просто означают, что нам нужно создать широкую сеть при поиске жизни во Вселенной. «Мы определенно не говорим, что люди должны отказаться от поисков жизни вокруг звезд красных карликов», - сказал он. «Но наша работа и работа наших коллег показывают, что мы также должны стремиться к как можно большему количеству звезд, больше похожих на Солнце».
И как сам доктор Лоеб указывал в прошлом, звезды красных карликов по-прежнему являются наиболее статистически вероятным местом для поиска обитаемых миров:
«Изучая обитаемость Вселенной на протяжении всей космической истории от рождения первых звезд через 30 миллионов лет после Большого взрыва до смерти последних звезд через 10 триллионов лет, можно сделать вывод, что если обитаемость вокруг звезд малой массы не является подавлено, жизнь, скорее всего, будет существовать рядом со звездами красных карликов, такими как Проксима Центавра или TRAPPIST-1 триллионы лет спустя ».
Если есть один вывод из этих исследований, так это то, что существование жизни в звездной системе не просто требует, чтобы планеты вращались в околозвездных обитаемых зонах. Природа самих звезд и роль, которую играют солнечный ветер и магнитные поля, также должны быть приняты во внимание, поскольку они могут означать разницу между несущей жизнь планетой и стерильным каменным шаром!
