I februar 2017 annoncerede et team af europæiske astronomer opdagelsen af et syvplanet-system, der kredser om den nærliggende stjerne TRAPPIST-1. Bortset fra det faktum, at alle syv planeter var stenede, var der den ekstra bonus, som tre af dem kredsede i TRAPPIST-1's beboelige zone. Som sådan er der blevet foretaget flere undersøgelser, der har forsøgt at bestemme, om planeter i systemet kunne være beboelige eller ej.
Når det kommer til undersøgelser af beboelighed, er en af nøglefaktorerne at overveje alderen på stjernesystemet. Grundlæggende har unge stjerner en tendens til at blusse op og frigive skadelige strålinger, mens planeter, der kredser omkring ældre stjerner, har været udsat for stråling i længere perioder. Takket være en ny undersøgelse fra et par astronomer er det nu kendt, at TRAPPIST-1-systemet er dobbelt så gammelt som solsystemet.
Undersøgelsen, der vil blive offentliggjort i The Astrophysical Journal under titlen “On The Age Of The TRAPPIST-1 System”, blev ledet af Adam Burgasser, en astronom ved University of California San Diego (UCSD). Han blev sammen med Eric Mamajek, viceprogramvidenskabsmand for NASAs Exoplanet Exploration Program (EEP) på Jet Propulsion Laboratory.
Sammen konsulterede de data om TRAPPIST-1s kinematik (dvs. den hastighed, hvormed den kredser rundt om galaksen centrum), dens alder, magnetisk aktivitet, densitet, absorptionslinjer, overfladetyngdekraft, metallicitet og den hastighed, hvormed den oplever stellar . Fra alt dette bestemte de, at TRAPPIST-1 er ret gammel, et sted mellem 5,4 og 9,8 milliarder år. Dette er op til dobbelt så gammelt som vores eget solsystem, der dannede for ca. 4,5 milliarder år siden.
Disse resultater er i modstrid med tidligere holdte skøn, som var, at TRAPPIST-1-systemet var omkring 500 millioner år gammelt. Dette var baseret på det faktum, at det ville have taget så lang tid for en stjerne med lav masse som TRAPPIST-1 (som har ca. 8% af vores solmasse) at trække sig sammen til sin minimumsstørrelse. Men med en øvre aldersgrænse, der er lige under 10 milliarder år, kunne dette stjernesystem være næsten lige så gammelt som universet selv!
Som Dr. Burgasser forklarede i en nylig pressemeddelelse fra NASA:
”Vores resultater hjælper virkelig med at begrænse udviklingen af TRAPPIST-1-systemet, fordi systemet skal have varet i milliarder af år. Det betyder, at planeterne skulle udvikle sig sammen, ellers ville systemet være faldet fra hinanden for længe siden. ”
Konsekvenserne af dette kan være meget betydningsfulde for så vidt angår beboelsesundersøgelser. For det første oplever ældre stjerner mindre i vejen for opblussen i forhold til yngre. Fra deres undersøgelse bekræftede Burgasser og Mamajek, at TRAPPIST-1 er relativt stille sammenlignet med andre ultra-cool dværgstjerner. Da planeterne omkring TRAPPIST-1 kredsløb så tæt på deres stjerne, er de imidlertid blevet udsat for milliarder af år med stråling på dette tidspunkt.
Som sådan er det muligt, at de fleste af planeterne, der kredser omkring TRAPPIST-1 - forventer for de yderste to, g og h - ville sandsynligvis have fået deres atmosfærer fjernet - svarende til hvad der skete med Mars for milliarder af år siden, da det mistede sit beskyttende magnetfelt. Dette er bestemt i overensstemmelse med mange nylige undersøgelser, der konkluderede, at TRAPPIST-1s solaktivitet ikke ville være til gavn for livet på nogen af dens planeter.
Mens nogle af disse undersøgelser vedrørte TRAPPIST-1s niveau af stjerneflam, undersøgte andre, hvilken rolle magnetfelterne ville spille. I sidste ende konkluderede de, at TRAPPIST-1 var for variabel, og at dets eget magnetiske felt sandsynligvis ville være forbundet med feltene på dets planeter, hvilket tillader, at partikler fra stjernen flyder direkte på planetens atmosfærer (således at de kunne være mere let strippet væk).
Resultaterne var imidlertid ikke helt dårlige nyheder. Da TRAPPIST-1-planeterne har estimeret tætheder, der er lavere end Jorden, er det muligt, at de har store mængder flygtige elementer (dvs. vand, kuldioxid, ammoniak, methan osv.). Disse kunne have ført til dannelse af tykke atmosfærer, der beskyttede overfladerne mod en masse skadelig stråling og omdistribuerede varme over de tidligt låste planeter.
Igen kan en tyk atmosfære også have en virkning, der svarer til Venus, hvilket skaber en løbende drivhuseffekt, der ville have resulteret i utroligt tykke atmosfærer og ekstremt varme overflader. Under omstændighederne måtte ethvert liv, der opstod på disse planeter, have været ekstremt hårdfør for at overleve i milliarder af år.
En anden positiv ting at overveje er TRAPPIST-1s konstante lysstyrke og temperatur, som også er typisk for M-klasse (rød dværg) stjerner. Stjerner som vores sol har en estimeret levetid på 10 milliarder år (som det næsten er halvvejs igennem) og vokser jævnligt lysere og varmere med tiden. På den anden side antages røde dværge at eksistere i så meget som 10 billioner år - langt længere end universet har eksisteret - og ændrer ikke meget i intensitet.
I betragtning af den tid, det tog for et komplekst liv at være vokset frem på Jorden (over 4,5 milliarder år), kunne denne levetid og konsistens gøre rødstjernesystemer til den bedste langsigtede indsats for beboelsesevne. Sådan var konklusionen af en nylig undersøgelse, der blev foretaget af prof. Avi Loeb fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). Og som Mamajek forklarede:
”Stjerner, der er meget massivere end Solen, bruger deres brændstof hurtigt, lyser over millioner af år og eksploderer som supernovaer. Men TRAPPIST-1 er som et langsomt brændende lys, der vil skinne cirka 900 gange længere end universets nuværende alder. ”
NASA har også udtrykt begejstring over disse fund. ”Disse nye resultater giver nyttig kontekst for fremtidige observationer af TRAPPIST-1-planeterne, som kunne give os stor indsigt i, hvordan planetariske atmosfærer formes og udvikles og vedvarer eller ej,” sagde Tiffany Kataria, en exoplanet videnskabsmand ved JPL. I øjeblikket er beboelsesundersøgelser af TRAPPIST-1 og andre nærliggende stjernesystemer begrænset til indirekte metoder.
I den nærmeste fremtid forventes næste generations missioner som James Webb Space Telescope imidlertid at afsløre yderligere oplysninger - som om disse planeter har atmosfærer eller ej, og hvad deres sammensætning er. Fremtidige observationer med Hubble-rumteleskopet og Spitzer-rumteleskopet forventes også at forbedre vores forståelse af disse planeter og mulige forhold på deres overflade.
