Wbrew „zapowiedziom” wielu rosyjskich mediów, nie odkryto żadnego obcego życia. Jednak rzeczywista liczba potencjalnie nadających się do zamieszkania planet w układzie TRAPPIST-1 wynosi nie trzy, ale siedem. Jednak prawie na pewno wszystkie z nich nie są jeszcze zamieszkane.
Prawdziwą sensacją była wczorajsza wiadomość o odkryciu układu siedmiu planet podobnych do Ziemi w pobliżu ultrazimnego czerwonego karła, znajdującego się w odległości 40 lat świetlnych. I rodzi to szereg bardzo trudnych pytań. Jak to się dzieje, że jeden czerwony karzeł ma tak wiele stałych planet? Dlaczego są tak blisko siebie, że trzech z nich od razu wpadło do formalnej strefy siedliska? Ile z nich faktycznie się w nim znajduje? Czy są oceany?
Siedem planet to tylko minimalny wynik
Publikacja na ten temat w Nature jest pełna nieoczekiwanych szczegółów. Na przykład siedem planet to w rzeczywistości bardzo skromne oszacowanie. Głównym źródłem nowych danych na temat ich liczby jest teleskop kosmiczny Spitzera, który był używany tylko w jednym dwudziestodniowym cyklu obserwacyjnym. Wykrywanie tranzytu wymaga co najmniej jednego przejścia egzoplanety między dyskiem a obserwatorem naziemnym. Jeśli gwiazda ma więcej planet, ale ich rok trwa dłużej niż 20 ziemskich dni, to nie można ich zobaczyć w ten sposób. Aby wyjaśnić problem, obserwacja zajęła znacznie więcej czasu. Weźmy układ słoneczny: aby znaleźć Ziemię metodą tranzytową, astronomowie z kosmosu powinni przez rok patrzeć na dysk słoneczny. I zobaczyć hipotetyczną dziewiątą planetę - od 10 do 20 tysięcy lat. Gdyby obserwowali 20 dni, nie odkryliby nawet Merkurego. Dlatego nowe siedem planet to właśnie teco było najłatwiejsze do znalezienia, a nie cała populacja planetarna odległego systemu.
Tak duża liczba planet nie jest zbyt powszechna, ponieważ TRAPPIST-1 jest 12 razy lżejszy od Słońca. Tak, jest więcej ciężkich pierwiastków (109% poziomu słonecznego). Z nich „zrobione” są stałe planety i rdzenie gazowych gigantów. Tak więc przy takiej „metalicznej” kompozycji multiplanetaryzm nie jest zaskakujący. Uderzająca jest jeszcze jedna rzecz: zazwyczaj czerwone karły nie wykazują takiej „metaliczności”. Pod tym względem gwiazda jest całkowicie nietypowa, najwyraźniej powstała w regionie nienormalnie nasyconym ciężkimi pierwiastkami.
Szczelność jak w mieszkaniu komunalnym - i to dobrze
Film promocyjny:
Pierwsza planeta w układzie, TRAPPIST-1b, znajduje się około 1,6 miliona kilometrów od swojej gwiazdy (cztery odległości Ziemia-Księżyc), a siódma planeta, TRAPPIST-1h, jest oddalona o mniej niż 10 milionów kilometrów. To nie jest układ planetarny, ale „mieszkanie komunalne”, w którym gęstość planet jest dziesięciokrotnie większa niż nasza. Księżyce Jowisza znajdują się w odległości do 30 milionów kilometrów od ich planety i tak naprawdę ich grawitacja jest znacznie słabsza. Autorzy pracy uważają, że planety w takiej szczelności po prostu nie mogłyby powstać, nie miałyby wystarczającej ilości materiału na dysk protoplanetarny. W przypadku dużych satelitów Jowisza dość dawno temu pokazano, że powstały one dalej od planety niż obecnie, a następnie stopniowo do niej migrowały.
Fakt, że egzoplanety TRAPPIST-1 są migrantami, to bardzo dobry znak. W pierwszych dziesiątkach milionów lat istnienia czerwony karzeł może wytwarzać bardzo silne rozbłyski, które odrywają i przenoszą z planet lekkie elementy, atmosferę i hydrosferę - coś, bez czego nie będzie życia typu ziemskiego. Odkryte siedem ciał niebieskich uniknęło tego losu, spędzając swoją „młodość” na bezpieczniejszych, odległych orbitach.
Trzy zamieszkane, siedem czy więcej?
Autorzy artykułu w Nature starali się być bardzo umiarkowani w swoich ocenach. Uważali, że tylko TRAPPIST-1e, f i g znajdują się w ekosferze układu, która otrzymuje 0,66, 0,38 i 0,26 z promieniowania, które Ziemia otrzymuje od gwiazdy. Gęstość TRAPPIST-1e jest o 20% mniejsza niż gęstość Ziemi, f wynosi 40%, a g wynosi 6%. Oznacza to, że wszystkie zawierają więcej lekkich pierwiastków, gazów i ewentualnie wody. Gęstsza atmosfera lepiej zatrzymuje ciepło. Wpływ pływów pobliskiej gwiazdy na planety i planety na siebie dodatkowo podgrzewa ich rdzenie. Z tego powodu często występują erupcje wulkanów i wyższy przepływ ciepła z centrum planety. Tak więc, pomimo słabego oświetlenia, życie tam teoretycznie nie zamarznie.
Ale pierwsze trzy planety otrzymują 4,25, 2,27 i 1,14 razy więcej promieniowania od swojej gwiazdy. Gdyby dzisiejsza Ziemia była choćby 14% cieplejsza, oceany szybko by się na niej zagotowały. Nie należy jednak porównywać warunków w „mieszkaniu komunalnym” w pobliżu gwiazdy TRAPPIST-1 oraz w „przyzwoitym mieszkaniu” (blisko Słońca). Wszystkie siedem otwartych planet TRAPPIST-1 jest pływowych. Oznacza to, że zawsze patrzą na gwiazdę z jednej strony, pokazując drugą reszcie kosmosu.
Planetolodzy od dawna symulują warunki panujące na takich egzotycznych planetach. I okazuje się, że jeśli nie ma szczególnie gęstej atmosfery, to po stronie dziennej jest gorąco, po stronie nocnej zimno, a na terminatorze, z jego wiecznym świtem, warunki są pośrednie. Oznacza to, że pierwsze trzy planety mogą mieć ciekłą wodę na powierzchni w rejonie terminatorów, co naukowcy szczerze omawiają.
Z tego samego powodu siódma planeta może być potencjalnie „żywa”. Tak, otrzymuje tylko 0,13 energii, która dociera do Ziemi. Ale po stronie dziennej oznacza to 0,26 poziomu Ziemi. Przy gęstej atmosferze i rdzeniu ogrzewanym przez oddziaływanie pływów to dużo. Autorzy przyznają, że jeśli w atmosferze planety występuje wodór (bardzo efektywny gaz cieplarniany), to nawet przy niskim nasłonecznieniu na powierzchni będzie woda w stanie ciekłym.
Jak widać, dla planety, która zawsze patrzy na swoje słońce, pojęcie „strefy nadającej się do zamieszkania”, to znaczy takiej odległości od gwiazdy, w której możliwe jest życie, jest nadal dość niejasne. Po stronie dziennej jeden, po stronie nocnej, drugi, po stronie terminatora - trzeci. Tylko przy bardzo gęstej atmosferze, takiej jak na Tytanie, temperatura wyrówna się we wszystkich punktach powierzchni egzoplanety.
Bez wiedzy o atmosferach nowych światów trudno będzie określić tam strefy zamieszkiwania. Jedno jest pewne: oszacowanie „trzech potencjalnie zamieszkałych” jest najniższe z możliwych. W praktyce może ich być siedem, a może znacznie więcej. Powszechnie wiadomo, że planety mogą mieć bardzo duże satelity, na których (ten sam Tytan) atmosfera jest gęstsza niż ziemska, a morza są również dość rozległe. Aby lepiej poznać satelity tych siedmiu planet, potrzebne są teleskopy następnej generacji, a do tego czasu nie można tam wykluczyć życia.
Siedem światów: mało zielony, prawie nie lód
Na Ziemi zielona roślinność kojarzy się z życiem. Jednak nie zawsze tak było - ostatnio organizmy fotosyntetyzujące na naszej planecie bardzo często były czerwone (fioletowe bakterie). Jeśli TRAPPIST1 ma własną roślinność na egzoplanetach, jest mało prawdopodobne, aby nam się podobał z wyglądu. 95% energii promieniowania czerwonego karła znajduje się w podczerwonej części widma. Lokalne rośliny będą musiały z niego korzystać, a także będą odbijać niezieloną część widzialnego widma, aby uniknąć przegrzania. Wśród astrobiologów pytanie, jaki będzie kolor, jest nadal kontrowersyjne, ale większość mówi o czerni lub czerwieni lub ich kombinacjach.
Jest jednak dobra wiadomość. Na takich światach praktycznie nie powstają czapy lodowe. Lód na biegunach Ziemi nie topi się latem tylko dlatego, że dobrze odbija światło. W podczerwonej części widma lód pochłania prawie wszystko, więc tam musi bardzo szybko się stopić. Oznacza to, że początek regularnych epok lodowcowych, tak jak na Ziemi w ciągu ostatnich kilku milionów lat, jest tam niezwykle mało prawdopodobny.
Czy powinieneś poszukać przyjaciół z kosmosu?
Jak wiecie, po sesji czarnej magii powinno nastąpić jej ujawnienie. Oto ona: nie należy wysyłać tam sygnałów radiowych. Wiek gwiazdy TRAPPIST-1, według astronomów, wynosi zaledwie 500 milionów lat, a część tego czasu jej planety spędziły znacznie dalej od swojej gwiazdy niż obecnie. Oznacza to, że w tym systemie planetarnym jest po prostu za wcześnie, aby czekać na pojawienie się złożonego życia, a nawet życia w ogóle. Ziemia, zgodnie z dzisiejszymi koncepcjami, stała się zamieszkaną planetą 3,5-3,8 miliarda lat temu, 0,7-1,0 miliarda lat po jej powstaniu. Najbardziej radykalna zaproponowana data to 4,1 miliarda lat temu. Jest mało prawdopodobne, aby radio zostało tam wynalezione w ciągu 100 milionów lat.
Potencjalnie system oddalony o 40 lat świetlnych jest bardzo, bardzo odpowiedni do życia, ale prawdopodobnie jest za wcześnie, aby mieć nadzieję na kontakt z jego mieszkańcami. Jednak ich przyszłość wygląda pewniej niż nasza. Czerwony karzeł jest mniej masywny niż żółty (Słońce) i dlatego żyje znacznie dłużej. Oceany na Ziemi wygotują się za kilka miliardów lat, a następnie Słońce stanie się białym karłem. Natomiast TRAPPIST-1 będzie w stanie odpowiednio świecić dla mieszkańców swojego systemu przez kolejne 4-5 bilionów lat - tysiąc razy dłużej niż pozwala na to czas ziemskiego życia.
Lysyakov Ivan