Suprotno "najavama" mnogih ruskih medijskih kuća, nije pronađen vanzemaljski život. Međutim, stvaran broj planeta koje su potencijalno zaživjele u sustavu TRAPPIST-1 nije tri, već sedam. Međutim, gotovo sigurno svi još nisu naseljeni.
Jučerašnje vijesti o otkriću sustava sedam planeta sličnih Zemlji u blizini ultrahladnog crvenog patuljaka udaljenog 40 svjetlosnih godina bile su prava senzacija. A to postavlja niz vrlo teških pitanja. Kako to da jedan crveni patuljak ima toliko čvrstih planeta? Zašto su tako zbijeni tako da su trojica odjednom pala u formalno stanište? Koliko ih je zapravo u njemu? A postoje li oceani?
Sedam planeta samo je minimalni rezultat
Objava Nature u ovoj temi obiluje neočekivanim detaljima. Na primjer, sedam planeta je zapravo vrlo skromna procjena. Glavni izvor novih podataka o njihovom broju je svemirski teleskop Spitzer, a on je korišten za samo dvadesetodnevni promatrački ciklus. Za otkrivanje tranzita potreban je barem jedan prolaz egzoplanete između diska i zemaljskog promatrača. Ako neka zvijezda ima više planeta, ali njihova godina traje duže od 20 zemaljskih dana, tada ih se ne bi mogle vidjeti na ovaj način. Da bi se razjasnio problem, trebalo je proći mnogo duže. Uzmimo Sunčev sustav: da bi pronašli Zemlju tranzitnom metodom, bilo bi dobro da vanzemaljski astronomi pogledaju solarni disk godinu dana. I vidjeti hipotetički deveti planet - od 10 do 20 tisuća godina. Da su promatrali 20 dana, ne bi otkrili ni Merkur. Dakle, novih sedam planeta su teono što je bilo najlakše pronaći, a ne cijelo planetarno stanovništvo udaljenog sustava.
Tako velik broj planeta nije baš čest, jer je TRAPPIST-1 12 puta lakši od Sunca. Da, postoje teži elementi (109% sunčeve razine). Čvrsti planeti i jezgre plinskih divova izrađeni su od njih. Dakle, s takvim „metalnim“sastavom, višeplanetarstvo nije iznenađujuće. Još jedna stvar je upečatljiva: obično crveni patuljci ne pokazuju takvu "metalnost". U pogledu toga, zvijezda je potpuno netipična, naizgled je nastala u regiji nenormalno zasićenom teškim elementima.
Čvrstoća je kao u komunalnom stanu - i to dobro
Promotivni video:
Prvi planet u sustavu, TRAPPIST-1b, udaljen je oko 1,6 milijuna kilometara od svoje zvijezde (četiri udaljenosti Zemlja-Mjesec), a sedmi planet, TRAPPIST-1h, udaljen je manje od 10 milijuna kilometara. Ovo nije planetarni sustav, već "zajednički stan" u kojem je gustoća planeta deset puta veća od našeg. Mjeseci Jupitera nalaze se na udaljenosti do 30 milijuna kilometara od svog planeta, a zapravo je njegova gravitacija mnogo slabija. Autori rada vjeruju da planeti u takvoj zategnutosti jednostavno ne bi mogli nastati, da ne bi imali dovoljno materijala za protoplanetarni disk. Za velike satelite Jupitera pokazalo se prilično davno da su se razišli dalje od planeta nego što su sada, a zatim su postupno prešli na njega.
Činjenica da su egzoplaneti TRAPPIST-1 migranti vrlo je dobar znak. U prvim desecima milijuna godina postojanja crveni patuljak može stvoriti vrlo snažne rakete, otkidajući i odvodeći od planeta svjetlosne elemente, atmosferu i hidrosferu - nešto bez čega zemaljski život neće biti. Otkriveno sedam nebeskih tijela izbjeglo je ovu sudbinu provodeći svoju „mladost“u sigurnijim udaljenim orbitama.
Troje naseljenih, sedam ili više?
Autori članka u časopisu Nature pokušali su biti vrlo umjereni u svojim procjenama. Smatrali su da se u naseljenoj zoni sustava nalaze samo TRAPPIST-1e, f i g, koji primaju 0,66, 0,38 i 0,26 od zračenja koje Zemlja dobiva od zvijezde. Gustoća TRAPPIST-1e je 20% niža od one Zemljine, f je 40%, a g 6%. Odnosno, svi oni sadrže više svjetlosnih elemenata, plinova i, po mogućnosti, vode. Gusta atmosfera bolje zadržava toplinu. Udarac plime obližnje zvijezde na planete i planete jedna na drugu dodatno zagrijava njihove jezgre. Zbog toga su česte vulkanske erupcije i veći protok topline iz središta planete. Dakle, unatoč slabom osvjetljenju, život tamo, u teoriji, neće se smrznuti.
Ali prva tri planeta primaju 4,25, 2,27 i 1,14 puta više zračenja od svoje zvijezde. Da je današnja Zemlja bila čak 14% toplija, okeani bi se brzo zagrijali na njoj. Međutim, ne treba uspoređivati uvjete u "komunalnom stanu" u blizini zvijezde TRAPPIST-1 i u "pristojnom stanu" (blizu Sunca). Svih sedam otvorenih planeta TRAPPIST-1 su plimne. Odnosno, oni uvijek gledaju zvijezdu s jedne strane, a drugu pokazuju ostatkom kosmosa.
Planetarni znanstvenici dugo su simulirali uvjete na takvim egzotičnim planetima. A ispada da ako nema naročito guste atmosfere, onda je vruće na dnevnoj, hladno na noćnoj strani, a na terminatoru, s njegovom vječnom zoru, uvjeti su posredni. To znači da prva tri planeta mogu imati tekuću vodu na površini u regiji terminatora, o čemu istraživači iskreno raspravljaju.
Iz istog razloga, sedmi planet može biti potencijalno "živ". Da, ona prima samo 0,13 energije koja doseže Zemlju. Ali na dnevnoj strani to znači 0,26 razine Zemlje. Uz gustu atmosferu i jezgru zagrijanu plimnom interakcijom, ovo je puno. Autori priznaju da ako u atmosferi planeta postoji vodik (vrlo učinkovit staklenički plin), tada će na površini biti tekuće vode čak i pri niskoj insolaciji.
Kao što vidimo, za planet koji uvijek gleda svoje sunce, koncept "nastanjene zone", odnosno takve udaljenosti od zvijezde, na kojoj je život moguć, još uvijek je prilično nejasan. Na dnevnoj strani, to je jedan, na noćnoj strani, drugi, na terminatoru - treći. Samo s vrlo gustom atmosferom, poput one na Titanu, temperatura će se izjednačiti u svim točkama površine egzoplaneta.
Bez učenja više o atmosferi novih svjetova, bit će teško odrediti tamošnje zone stanovanja. Jedno je sigurno: procjena "tri potencijalno naseljena" je najniža moguća. U praksi ih može biti sedam, a možda i puno više. Poznato je da planeti mogu imati vrlo velike satelite, na kojima je (isti Titan) atmosfera gušća od zemljine, a mora su također prilično opsežna. Teleskopi nove generacije potrebni su za bolje upoznavanje sa satelitima ovih sedam planeta, a do tada život ne može biti isključen vani.
Sedam svjetova: teško zeleni, teško ledeni
Na Zemlji je zelena vegetacija povezana sa životom. Međutim, to nije uvijek bio slučaj - u novije vrijeme fotosintetski organizmi na našem planetu vrlo su često crveni (ljubičaste bakterije). Ako TRAPPIST1 ima svoju vegetaciju na egzoplanetima, malo je vjerojatno da će nam se svidjeti po izgledu. 95% energije zračenja crvenog patuljka nalazi se u infracrvenom dijelu spektra. Lokalne biljke će ga morati koristiti, a odražavat će i ne zeleni dio vidljivog spektra kako bi se izbjeglo pregrijavanje. Među astrobiolozima još uvijek je kontroverzno pitanje kakve će biti boje, no većina govori o crnoj ili crvenoj ili njihovim kombinacijama.
Međutim, ima i dobrih vijesti. Ledeni kapci se praktički ne formiraju na takvim svjetovima. Led na polovima Zemlje ljeti se ne topi samo zato što dobro odražava svjetlost. U infracrvenom dijelu spektra led apsorbira gotovo sve, pa se tamo mora brzo otopiti. To znači da je napad redovitih ledenih dob, kao na Zemlji u posljednjih nekoliko milijuna godina, tamo vrlo malo vjerojatan.
Treba li potražiti vanzemaljske prijatelje?
Kao što znate, sesija crne magije trebala bi biti praćena izlaganjem. Evo: tamo ne biste trebali slati radio signale. Starost zvijezde TRAPPIST-1, prema astronomima, iznosi samo 500 milijuna godina, a dio tog vremena njegovi su planeti proveli mnogo dalje od svoje zvijezde nego sada. To znači da je u ovom planetarnom sustavu jednostavno prerano čekati pojavu složenog života ili čak života općenito. Zemlja je, prema današnjim predodžbama, postala naseljeni planet prije 3,5-3,8 milijardi godina, 0,7-1,0 milijardi godina nakon svog formiranja. Najradikalniji datum je prije 4,1 milijardi godina. Malo je vjerojatno da je tamo izumljen radio u 100 milijuna godina.
Potencijalno je da je sustav udaljen 40 svjetlosnih godina vrlo, vrlo pogodan za život, ali vjerovatno je prerano nadati se kontaktu sa svojim stanovnicima. Međutim, njihova budućnost izgleda samouvjerenija od naše. Crveni patuljak je manje masivan od žutog (Sunce) i zato živi mnogo duže. Zemljini okeani će izgorjeti za nekoliko milijardi godina, a tada će Sunce postati bijeli patuljak. Dok će TRAPPIST-1 moći pravilno zasjati stanovnicima svog sustava još 4-5 trilijuna godina - tisuću puta duže od vremena dopuštenog za zemaljski život.
Lysyakov Ivan