2017. gada februārī Eiropas Dienvidu observatorijas (ESO) astronomi paziņoja par septiņu klinšu planētu atklāšanu ap tuvējo zvaigzni TRAPPIST-1. Tas bija ne tikai līdz šim lielākais Zemei līdzīgo planētu skaits, kas līdz šim atklāts vienas zvaigžņu sistēmā, bet arī jaunumus pastiprināja fakts, ka trīs no šīm planētām tika atrastas orbītā zvaigznes apdzīvojamā zonā.
Kopš tā laika ir veikti vairāki pētījumi, lai noskaidrotu varbūtību, ka šīs planētas faktiski ir apdzīvojamas. Pateicoties starptautiskai zinātnieku komandai, kas izmantoja Habla kosmiskais teleskops lai izpētītu sistēmas planētas, mums tagad ir pirmie norādījumi par to, vai ūdens (galvenā dzīvības sastāvdaļa, kā mēs to zinām) pastāv vai neatrodas kādā no TRAPPIST-1 akmeņainajām pasaulēm.
Komandas pētījums ar nosaukumu “TRAPPIST-1 eksoplanetu augstas enerģijas apstarošanas un ūdens satura laika evolūcija” nesen parādījās Habls vietne. Šveices astronoma Vinsenta Burjera vadībā no observatorijas de l’Université de Genève, komanda paļāvās uz Habla kosmiskā teleskopa attēlveidošanas spektrogrāfu (STIS), lai izpētītu ultravioletā starojuma daudzumu, ko saņem katra no TRAPPIST-1 planētām.
Kā Burlers paskaidroja Habla paziņojumā presei, tas viņiem palīdzēja noteikt ūdens saturu sistēmas septiņās planētās:
“Ultravioletais starojums ir svarīgs faktors planētu atmosfēras evolūcijā. Tāpat kā mūsu pašu atmosfērā, kur ultravioletā saules gaisma sadala molekulas viena no otras, ultravioletā starlight var sadalīt ūdens tvaikus eksoplanetu atmosfērā ūdeņradī un skābeklī. ”
Ultravioletā starojuma mijiedarbība ar planētas atmosfēru ir svarīga, kad jānovērtē planētas iespējamā apdzīvojamība. Tā kā zemākas enerģijas ultravioletais starojums izraisa fotodisociāciju, procesu, kurā ūdens molekulas sadalās skābeklī un ūdeņradī, ārkārtīgi ultravioletie stari (XUV starojums) un rentgenstari liek uzkarst planētas augšējai atmosfērai - kas izraisa ūdeņraža un skābekļa aizbēgt.
Tā kā ūdeņradis ir vieglāks par skābekli, to vieglāk zaudēt telpā, kur var novērot tā spektrus. Tieši to izdarīja Burgers un viņa komanda. Uzraugot TRAPPIST-1 planētu spektrus attiecībā uz ūdeņraža zuduma pazīmēm, komanda efektīvi spēja noteikt to ūdens saturu. Viņi atklāja, ka TRAPPIST-1 izstarotais UV starojums liek domāt, ka tās planētas savas vēstures laikā varēja zaudēt diezgan daudz ūdens.
Zaudējumi bija vissmagākie iekšējām planētām - TRAPPIST-1b un 1c -, kuras no savām zvaigznēm saņem visvairāk UV starojuma. Faktiski komanda lēš, ka šīs vēstures laikā šīs planētas varētu būt zaudējušas vairāk nekā 20 Zemes okeānu vērtus ūdens apjomus - tiek lēsts, ka to vecums ir no 5,4 līdz 9,8 miljardiem gadu. Citiem vārdiem sakot, šīm iekšējām planētām būtu kauli sausi un pilnīgi noteikti sterili.
Tomēr šie paši atklājumi arī liek domāt, ka sistēmas ārējās planētas laika gaitā ir zaudējušas ievērojami mazāk ūdens, kas varētu nozīmēt, ka to virsmām joprojām ir bagātīgs daudzums. Tas ietver trīs planētas, kas atrodas zvaigznes apdzīvojamā zonā - TRAPPIST-1e, f un g -, kas norāda, ka galu galā šīs planētas varētu būt apdzīvojamas.
Šos atradumus pastiprina aprēķinātie ūdens zudumi un ģeofizikālie ūdens izdalīšanās līmeņi, kas arī atbalsta ideju, ka masīvākās un attālākās planētas laika gaitā ir saglabājušas lielāko daļu ūdens. Šie atradumi ir ļoti nozīmīgi, jo tie vēl vairāk pierāda, ka atmosfēras aizbēgšana un evolūcija ir cieši saistītas ar TRAPPIST-1 sistēmas planētām.
Rezultāti ir arī iepriecinoši, jo iepriekšējie pētījumi, kuros tika aplūkots atmosfēras zudums šajā sistēmā, parādīja diezgan drūmu ainu. To skaitā ir tie, kas norādīja, ka TRAPPIST-1 izjūt pārāk lielu uzliesmojumu, ka pat mierīgi sarkanie punduri laika gaitā pakļauj viņu planētas intensīvam starojumam un ka attālums starp TRAPPIST-1 un tā attiecīgajām planētām nozīmētu, ka saules vējš nokrīt tieši uz viņu atmosfēra.
Citiem vārdiem sakot, šie pētījumi rada šaubas par to, vai zvaigznes, kuras riņķo M tipa (sarkanā pundura) zvaigznēs, spēs laika gaitā saglabāt atmosfēru - pat ja tām būtu Zemei līdzīga atmosfēra un magnetosfēra. Tāpat kā Marss, šis pētījums norādīja, ka atmosfēras attīrīšana, ko izraisa saules vējš, neizbēgami padarīs to virsmas aukstas, izkaltušas un nedzīvas.
Īsāk sakot, šī ir viena no nedaudzajām labajām ziņām, ko esam saņēmuši, kopš pirmo reizi tika paziņots par septiņu planētu esamību sistēmā TRAPPIST-1 (un trīs potenciāli apdzīvojamām). Tā ir arī pozitīva norāde attiecībā uz sarkano punduru zvaigžņu sistēmu izmantojamību. Pēdējos gados daudzi no šiem iespaidīgajiem eksoplanētu atradumiem ir notikuši ap sarkanajām punduru zvaigznēm - t.i., Proxima b, LHS 1140b, Gliese 581g, Gliese 625b un Gliese 682c.
Ņemot vērā to klinšaino planētu skaitu, kuras ir atklātas riņķojot ap šāda veida zvaigznēm, un faktu, ka tās ir visizplatītākās Visumā (tikai Piena ceļā tās veido 70% zvaigžņu), zinot, ka tās varētu atbalstīt apdzīvojamas planētas noteikti ir laipni gaidīti! Bet, protams, Burjers un viņa kolēģi uzsver, ka pētījums nav pārliecinošs, un ir nepieciešami turpmāki pētījumi, lai noteiktu, vai kāda no TRAPPIST-1 planētām tiešām ir ūdeņaina.
Kā norādīja Burjers, tas, visticamāk, būs saistīts ar nākamās paaudzes teleskopiem:
“Lai arī mūsu rezultāti liek domāt, ka ārējās planētas ir labākie kandidāti ūdens meklēšanai ar gaidāmo Džeimsa Veba kosmisko teleskopu, tie arī uzsver nepieciešamību pēc teorētiskiem pētījumiem un papildu novērojumiem visos viļņu garumos, lai noteiktu TRAPPIST-1 planētu raksturu un viņu potenciālo apdzīvojamību. ”
Akmeņainas planētas ap visizplatītāko zvaigžņu veidu, ūdens aizture un 1 000 miljardi potenciālo planētu tikai Piena ceļa galaktikā. Viena lieta ir droša: Džeimsa Veba kosmiskais teleskops būs pilnībā piepildīts, tiklīdz tas tiks izvietots 2018. gada oktobrī!
Pārliecinieties arī par šo TRAPPIST-1 sistēmas animāciju, pateicoties L. Kalsadas un ESO atļaujai:
