V únoru 2017 astronomové z Evropské jižní observatoře (ESO) oznámili objev sedmi skalnatých planet kolem nedaleké hvězdy TRAPPIST-1. Nejenže se jednalo o dosud největší počet planet podobných Zemi, které byly dosud objeveny v systému s jednou hvězdou, ale zprávy byly také podpořeny skutečností, že tři z těchto planet byly nalezeny na oběžné dráze v obývatelné zóně hvězdy.
Od té doby bylo provedeno několik studií, aby se zjistila pravděpodobnost, že tyto planety jsou skutečně obyvatelné. Díky mezinárodnímu týmu vědců, kteří využívali Hubbleův kosmický dalekohled abychom studovali planety systému, nyní máme první vodítka, zda voda (klíčová složka života, jak ji známe) existuje na některém ze skalních světů TRAPPIST-1.
Studie týmu s názvem „Časový vývoj vysokoenergetického záření a obsahu vody exoplanetů TRAPPIST-1“ se nedávno objevila na Hubble web. Tým vedený švýcarským astronomem Vincentem Bourrierem z Observatoire de l'Université de Genève se tým spoléhal na Hubbleův kosmický teleskop zobrazovací spektrograf (STIS), aby studoval množství ultrafialového záření, které každá z planet TRAPPIST-1 obdrží.
Jak vysvětlil Bourrier v tiskové zprávě společnosti Hubble, pomohlo jim to určit obsah vody na sedmi planetách systému:
„Ultrafialové záření je důležitým faktorem v atmosférickém vývoji planet. Stejně jako v naší vlastní atmosféře, kde ultrafialové sluneční světlo rozbíjí molekuly, může ultrafialové hvězdné světlo rozbít vodní páry v atmosféře exoplanet na vodík a kyslík. “
Jak ultrafialové záření interaguje s atmosférou planety, je důležité, pokud jde o posouzení potenciální obživy planety. Zatímco UV záření s nižší energií způsobuje fotodisociaci, proces, kdy se molekuly vody rozkládají na kyslík a vodík, extrémní ultrafialové paprsky (XUV záření) a rentgenové paprsky způsobují zahřívání horní atmosféry planety - což způsobuje vodík a kyslík uniknout.
Protože vodík je lehčí než kyslík, snáze se ztrácí do prostoru, kde lze pozorovat jeho spektra. Přesně to udělal Bourrier a jeho tým. Sledováním spektra planet TRAPPIST-1 na známky ztráty vodíku byl tým schopen efektivně měřit jejich obsah vody. Zjistili, že UV záření emitované TRAPPIST-1 naznačuje, že jeho planety mohly během své historie ztratit dost vody.
Ztráty byly nejzávažnější pro nejvnitřnější planety - TRAPPIST-1b a 1c -, které od své hvězdy přijímají nejvíce UV záření. Ve skutečnosti tým odhaduje, že tyto planety mohly během historie systému ztratit více než 20 hodnot Země - oceánů, což se odhaduje na 5,4 až 9,8 miliard let. Jinými slovy, tyto vnitřní planety by byly kostí suché a rozhodně sterilní.
Tato stejná zjištění však také naznačují, že vnější planety systému v průběhu času ztratily podstatně méně vody, což by mohlo znamenat, že na svých površích stále mají dostatek množství. To zahrnuje tři planety, které jsou v obyvatelné zóně hvězdy - TRAPPIST-1e, fag, což naznačuje, že tyto planety by nakonec mohly být obyvatelné.
Tato zjištění jsou podpořena vypočtenými ztrátami vody a geofyzikálními rychlostmi uvolňování vody, což také podporuje myšlenku, že masivnější a nejvzdálenější planety si časem zachovaly většinu své vody. Tato zjištění jsou velmi významná v tom, že dále ukazují, že atmosférický únik a vývoj jsou úzce spojeny na planetách systému TRAPPIST-1.
Tato zjištění jsou také povzbudivá, protože předchozí studie, které uvažovaly o atmosférických ztrátách v tomto systému, vykreslily poněkud ponurý obrázek. Patří k nim ty, které naznačovaly, že TRAPPIST-1 zažívá příliš mnoho vzplanutí, že dokonce klidní červení trpaslíci vystavují své planety intenzivnímu záření v průběhu času a že vzdálenost mezi TRAPPIST-1 a jeho příslušnými planetami by znamenala, že sluneční vítr bude ukládán přímo na jejich atmosféry.
Jinými slovy, tyto studie zpochybňují, zda hvězdy, které obíhají kolem hvězd M typu (červeného trpaslíka), si dokáží zachovat svou atmosféru v průběhu času - i kdyby měly zemskou atmosféru a magnetosféru. Stejně jako Mars i tento výzkum ukázal, že atmosférické stripování způsobené slunečním větrem nevyhnutelně způsobí, že jejich povrchy budou chladné, vysušené a neživé.
Stručně řečeno, je to jedna z mála dobrých zpráv, které jsme obdrželi od doby, kdy byla poprvé oznámena existence sedmi planet v systému TRAPPIST-1 (a tři potenciálně obyvatelné). Je to také pozitivní indikace, pokud jde o návaznost systémů červených trpaslíků. V posledních letech se mnoho z těchto působivých exoplanetových nálezů odehrálo kolem červených trpaslíků - tj. Proxima b, LHS 1140b, Gliese 581g, Gliese 625b a Gliese 682c.
S ohledem na počet skalních planet, které byly detekovány na oběžné dráze tohoto typu hvězd - a na skutečnost, že jsou nejčastější ve vesmíru (což představuje 70% hvězd pouze v Mléčné dráze) - s vědomím, že by mohly podporovat obyvatelné planety je určitě vítán! Bourrier a jeho kolegové ovšem zdůrazňují, že studie není přesvědčivá, a je třeba dále zkoumat, zda je některá z planet TRAPPIST-1 skutečně vodnatá.
Jak naznačil Bourieer, bude to pravděpodobně zahrnovat dalekohledy nové generace:
„Naše výsledky naznačují, že vnější planety jsou nejlepšími kandidáty na vyhledávání vody pomocí nadcházejícího kosmického dalekohledu James Webb, ale také zdůrazňují potřebu teoretických studií a doplňkových pozorování na všech vlnových délkách, aby se určila povaha planet TRAPPIST-1 a jejich potenciální obyvatelnost. “
Skalnaté planety kolem nejběžnějšího typu hvězdy, potenciál zadržovat vodu a 1 miliarda potenciálních planet v samotné Galaxii Mléčná dráha. Jedno je jisté: kosmický dalekohled James Webb bude mít ruce plné, jakmile bude nasazen v říjnu roku 2018!
Nezapomeňte si také prohlédnout tuto animaci systému TRAPPIST-1, s laskavým svolením L. Calçada a ESO:
