I februari 2017 tillkännagav ett team av europeiska astronomer upptäckten av ett system med sju planeter som kretsar kring den närliggande stjärnan TRAPPIST-1. Bortsett från det faktum att alla sju planeterna var steniga, var det den extra bonusen av tre av dem som kretsade inom TRAPPIST-1s bebodliga zon. Som sådan har flera studier genomförts som har försökt bestämma huruvida några planeter i systemet kan vara bebörliga eller inte.
När det gäller undersökningar om vuxenhet är en av de viktigaste faktorerna att beakta stjärnanordningens ålder. I grunden har unga stjärnor en tendens att blossa upp och släppa skadliga strålningsutbrott medan planeter som kretsar kring äldre stjärnor har utsatts för strålning under längre tid. Tack vare en ny studie av ett par astronomer är det nu känt att TRAPPIST-1-systemet är dubbelt så gammalt som solsystemet.
Studien, som kommer att publiceras i The Astrophysical Journal under titeln "On The Age Of The TRAPPIST-1 System", leddes av Adam Burgasser, en astronom vid University of California San Diego (UCSD). Han förenades av Eric Mamajek, biträdande programforskare för NASA: s Exoplanet Exploration Program (EEP) vid Jet Propulsion Laboratory.
Tillsammans konsulterade de data om TRAPPIST-1: s kinematik (dvs. hastigheten med vilken den kretsar kring galaxens centrum), dess ålder, magnetisk aktivitet, densitet, absorptionslinjer, ytvikt, metallicitet och hastigheten vid vilken den upplever stavfällningar . Från allt detta fastställde de att TRAPPIST-1 är ganska gammal, någonstans mellan 5,4 och 9,8 miljarder år. Detta är upp till dubbelt så gammalt som vårt eget solsystem, som bildades för cirka 4,5 miljarder år sedan.
Dessa resultat motsäger tidigare uppskattade uppskattningar, som var att TRAPPIST-1-systemet var cirka 500 miljoner år gammalt. Detta baserades på det faktum att det skulle ha tagit så lång tid för en lågmassastjärna som TRAPPIST-1 (som har ungefär 8% massan av vår sol) att dras till sin minsta storlek. Men med en övre åldersgräns som är knappt 10 miljarder år, kan detta stjärnsystem vara nästan lika gammalt som universum självt!
Som Dr. Burgasser förklarade i ett nyligen uttalande från NASA: s uttalande:
”Våra resultat hjälper verkligen till att begränsa utvecklingen av TRAPPIST-1-systemet, eftersom systemet måste ha kvarstått i miljarder år. Det betyder att planeterna var tvungna att utvecklas tillsammans, annars skulle systemet ha fallit isär för länge sedan. ”
Konsekvenserna av detta kan vara mycket betydelsefulla när det gäller undersökningar om skötsel. För en, äldre stjärnor upplever mindre i form av blossar jämfört med yngre. Från sin studie bekräftade Burgasser och Mamajek att TRAPPIST-1 är relativt tyst jämfört med andra ultraljuda dvärgstjärnor. Men eftersom planeterna runt TRAPPIST-1 kretsar så nära deras stjärna har de blivit utsatta för miljarder år av strålning på denna punkt.
Som sådan är det möjligt att de flesta planeter som går i bana om TRAPPIST-1 - förväntar sig för de två yttersta, g och h - skulle förmodligen ha fått sina atmosfärer avrivna - liknande det som hände med Mars för miljarder år sedan när det förlorade sitt skyddande magnetfält. Detta överensstämmer verkligen med många nyligen genomförda studier, som drog slutsatsen att TRAPPIST-1: s solaktivitet inte skulle gynna livet på någon av dess planeter.
Medan vissa av dessa studier behandlade TRAPPIST-1: s nivå av stjärnskydd, andra undersökte vilken roll magnetfält skulle spela. I slutändan drog de slutsatsen att TRAPPIST-1 var för varierande, och att dess eget magnetfält troligtvis skulle vara anslutet till sina planets fält, vilket tillåter partiklar från stjärnan att rinna direkt på planetens atmosfärer (så att de kan vara mer lätt borttagen).
Resultaten var dock inte helt dåliga nyheter. Eftersom TRAPPIST-1-planeterna har uppskattade tätheter som är lägre än jorden, är det möjligt att de har stora mängder flyktiga element (dvs. vatten, koldioxid, ammoniak, metan, etc). Dessa kunde ha lett till att tjocka atmosfärer bildades som skyddade ytorna från mycket skadlig strålning och omfördelade värme över tidligt låsta planeter.
Återigen kan en tjock atmosfär också ha en effekt som liknar Venus, vilket skapar en språngväxthuseffekt som skulle ha resulterat i otroligt tjock atmosfär och extremt heta ytor. Under omständigheterna skulle då alla liv som uppstod på dessa planeter ha varit mycket hårda för att överleva i miljarder år.
En annan positiv sak att tänka på är TRAPPIST-1: s ständiga ljusstyrka och temperatur, som också är typiska för M-klass (röda dvärg) stjärnor. Stjärnor som vår sol har en uppskattad livslängd på 10 miljarder år (som det är nästan halvvägs igenom) och växer stadigt ljusare och varmare med tiden. Å andra sidan tros röda dvärgar existera i så mycket som 10 biljoner år - långt längre än universum har existerat - och förändras inte mycket i intensitet.
Med tanke på hur lång tid det tog för att det komplexa livet hade dykt upp på jorden (över 4,5 miljarder år), kunde denna livslängd och konsistens göra de röda dvärgstjärnsystemen till den bästa långsiktiga insatsen för att uppehålla sig. Sådan var slutsatsen i en ny studie som genomfördes av prof. Avi Loeb från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). Och som Mamajek förklarade:
”Stjärnor som är mycket mer massiva än solen förbrukar sitt bränsle snabbt, lyser under miljoner år och exploderar som supernovaer. Men TRAPPIST-1 är som ett långsamt brinnande ljus som kommer att skina ungefär 900 gånger längre än universumets nuvarande ålder. ”
NASA har också uttryckt spänning över dessa resultat. "Dessa nya resultat ger användbart sammanhang för framtida observationer av TRAPPIST-1-planeterna, vilket kan ge oss stor insikt i hur planetariska atmosfärer formas och utvecklas och kvarstår eller inte," sade Tiffany Kataria, en exoplanetforskare vid JPL. För närvarande begränsas tillväxtstudier av TRAPPIST-1 och andra närliggande stjärnsystem till indirekta metoder.
Men inom en snar framtid förväntas nästa generations uppdrag som James Webb Space Telescope avslöja ytterligare information - till exempel om dessa planeter har atmosfärer eller inte vad deras kompositioner är. Framtida observationer med Hubble Space Telescope och Spitzer Space Telescope förväntas också förbättra vår förståelse för dessa planeter och möjliga förhållanden på deras yta.
