I modsætning til "meddelelser" fra mange russiske medier, er der ikke blevet opdaget noget fremmed liv. Imidlertid er det reelle antal potentielt beboelige planeter i TRAPPIST-1-systemet ikke tre, men syv. Næsten helt sikkert alle af dem er endnu ikke beboet.
Gårsdagens nyhed om opdagelsen af et system af syv jordlignende planeter nær en ultrakald rød dværg, 40 lysår væk, var en rigtig sensation. Og det rejser en række meget vanskelige spørgsmål. Hvordan er det, at en rød dværg har så mange solide planeter? Hvorfor hældes de så tæt sammen, at tre af dem faldt ind i den formelle habitatzone på én gang? Hvor mange af dem er der faktisk? Og er der oceaner?
Syv planeter er kun et minimumsresultat
Publikationen i Nature om dette emne er fyldt med uventede detaljer. For eksempel er syv planeter faktisk et meget beskedent skøn. Den vigtigste kilde til nye data om deres antal er Spitzer-rumteleskopet, og det blev brugt til kun en tyve-dages observationscyklus. Transitdetektion kræver mindst en passage af exoplaneten mellem disken og den jordiske observatør. Hvis en stjerne har flere planeter, men deres år varer længere end 20 jorddage, kunne de ikke ses på denne måde. For at afklare problemet tog det meget længere tid at observere. Lad os tage solsystemet: For at finde jorden ved hjælp af transitmetoden, ville det være godt for fremmede astronomer at se på solskiven i et år. Og for at se den hypotetiske niende planet - fra 10 til 20 tusinde år. Havde de observeret 20 dage, ville de ikke selv have opdaget Merkur. Derfor er de nye syv planeter demhvad der var nemmest at finde, og ikke hele planetbestanden i et fjernt system.
Et så stort antal planeter er ikke meget almindelige, da TRAPPIST-1 er 12 gange lettere end Solen. Ja, der er mere tunge elementer (109% af solniveauet). Solide planeter og kernerne fra gasgiganter er "lavet" af dem. Så med en sådan "metallisk" sammensætning er multiplanetarisme ikke overraskende. En anden ting er slående: Røde dværge viser normalt ikke sådan "metallicitet". I denne henseende er stjernen helt atypisk, tilsyneladende opstod den i et område, der var unormalt mættet med tunge elementer.
Tætheden er som i en fælles lejlighed - og det er godt
Salgsfremmende video:
Den første planet i systemet, TRAPPIST-1b, er omkring 1,6 millioner kilometer fra dens stjerne (fire jord-til-måne-afstande), og den syvende planet, TRAPPIST-1h, er mindre end 10 millioner kilometer. Dette er ikke et planetsystem, men en "fælles lejlighed", hvor planetenes tæthed er ti gange højere end vores. Jupiters måner er placeret i en afstand af op til 30 millioner kilometer fra deres planet, og faktisk er dens tyngdekraft meget svagere. Forfatterne af værket mener, at planeterne i en sådan stramhed simpelthen ikke kunne opstå, de ikke ville have nok materiale til den protoplanetære disk. For de store satellitter i Jupiter blev det vist for ganske lang tid siden, at de opstod længere væk fra planeten, end de er nu, og derefter gradvist vandrede til den.
At TRAPPIST-1-exoplaneter er migranter er et meget godt tegn. I de første snesevis af millioner af år med eksistens kan en rød dværg producere meget stærke fakler, der rives af og bærer væk fra planeterne lette elementer, atmosfæren og hydrosfæren - noget uden hvilket der ikke vil være noget liv i den jordiske type. De opdagede syv himmellegemer slap væk fra denne skæbne ved at tilbringe deres "ungdom" i mere sikre bane.
Tre beboede, syv eller flere?
Forfatterne af artiklen i Nature forsøgte at være meget moderat i deres vurderinger. De mente, at kun TRAPPIST-1e, f og g er i den beboelige zone i systemet, der modtager 0,66, 0,38 og 0,26 fra den stråling, Jorden får fra stjernen. TRAPPIST-1e's tæthed er 20% lavere end jorden, f er 40% og g er 6%. Det vil sige, de indeholder alle flere lyselementer, gasser og muligvis vand. En tættere atmosfære bevarer varmen bedre. Tidevandspåvirkningen af en nærliggende stjerne på planeter og planeter på hinanden varmer desuden deres kerner. På grund af dette er der hyppige vulkanudbrud og en højere varmestrøm fra planetens centrum. Så på trods af den lave belysning vil livet der, i teorien, ikke fryse.
Men de tre første planeter modtager 4,25, 2,27 og 1,14 gange mere stråling fra deres stjerne. Hvis dagens jord var endda 14% mere varm, ville havene hurtigt koge på den. Man skal dog ikke sammenligne forholdene i en "fælles lejlighed" nær TRAPPIST-1-stjernen og i en "anstændig lejlighed" (nær solen). Alle syv åbne planeter fra TRAPPIST-1 er tidevand. Det vil sige, de ser altid på stjernen med den ene side og viser den anden til resten af kosmos.
Planetforskere har længe simuleret forhold på sådanne eksotiske planeter. Og det viser sig, at hvis der ikke er nogen særlig tæt atmosfære, så er det varmt på dagssiden, koldt på nattesiden og på terminatoren med sin evige daggry, er betingelserne mellemliggende. Dette betyder, at de tre første planeter godt kan have flydende vand på overfladen i området med terminatorerne, som forskerne ærligt diskuterer.
Af samme grund kan den syvende planet være "levende". Ja, hun modtager kun 0,13 af den energi, der når jorden. Men på dagssiden betyder det 0,26 af jordniveauet. Med en tyk atmosfære og en kerne opvarmet af tidevandsinteraktion er dette meget. Forfatterne indrømmer, at hvis der er brint i planetens atmosfære (en meget effektiv drivhusgas), så vil der være flydende vand på overfladen selv ved lav isolering.
Som vi kan se, for en planet, der altid ser på sin sol, er begrebet "beboelig zone", det vil sige en sådan afstand fra stjernen, hvor livet er muligt, stadig temmelig vagt. På dagssiden er det en på nattsiden, en anden på terminatoren - den tredje. Kun med en meget tæt atmosfære, som den på Titan, udlignes temperaturen på alle punkter af exoplanets overflade.
Uden at lære mere om atmosfæren i nye verdener, vil det være vanskeligt at bestemme beboelseszoner der. Én ting er sikker: estimatet af "tre potentielt beboede" er det lavest mulige. I praksis kan der være syv af dem, og måske meget mere. Det er velkendt, at planeter kan have meget store satellitter, hvor (den samme Titan) atmosfæren er tættere end jordens og havene er også ret omfattende. Teleskoper af den næste generation er nødvendige for bedre at lære om satellitterne på disse syv planeter, og indtil da kan liv ikke udelukkes der.
Syv verdener: næppe grøn, næppe is
På Jorden er grøn vegetation forbundet med livet. Dette var dog ikke altid tilfældet - for nylig var fotosyntetiske organismer på vores planet meget ofte røde (lilla bakterier). Hvis TRAPPIST1 har sin egen vegetation på exoplaneter, er det usandsynligt, at vi vil kunne lide det i udseende. 95% af strålingsenergien fra en rød dværg ligger i den infrarøde del af spektret. Lokale planter bliver nødt til at bruge det, og de afspejler også den ikke-grønne del af det synlige spektrum for at undgå overophedning. Blandt astrobiologer er spørgsmålet om, hvad farve vil være, stadig kontroversielt, men de fleste taler om sort eller rød eller deres kombinationer.
Der er dog nogle gode nyheder. Ishætter dannes praktisk talt ikke på sådanne verdener. Is ved jordens poler smelter ikke om sommeren kun fordi den reflekterer lys godt. I den infrarøde del af spektret absorberer is næsten alt, så der skal den smelte meget hurtigt. Dette betyder, at begyndelsen af regelmæssige istider, som på Jorden i de sidste par millioner år, der er yderst usandsynligt.
Skal du kigge efter fremmede kammerater?
Som du ved, skal en session med sort magi efterfølges af dens eksponering. Her er det: du skal ikke sende radiosignaler der. Stjernen TRAPPIST-1s alder er ifølge astronomer kun 500 millioner år, og en del af den tid har planeterne brugt meget længere væk fra deres stjerne end de er nu. Dette betyder, at det i dette planetsystem er simpelthen for tidligt at vente på fremkomsten af komplekst liv, eller endda liv i almindelighed. Jorden blev ifølge nutidens koncepter en beboet planet for 3,5-3,8 milliarder år siden, 0,7-1,0 milliarder år efter dens dannelse. Den mest radikale dato, der blev fremsat, er 4,1 milliarder år siden. Det er usandsynligt, at der blev opfundet en radio på 100 millioner år.
Potentielt er systemet 40 lysår væk meget, meget velegnet til liv, men det er sandsynligvis for tidligt at håbe på kontakt med dets indbyggere. Deres fremtid ser imidlertid mere selvsikker ud end vores. Den røde dværg er mindre massiv end de gule (solen) og lever derfor meget længere. Jordens oceaner vil koge væk i løbet af et par milliarder år, og derefter bliver solen en hvid dværg. Mens TRAPPIST-1 vil være i stand til at skinne ordentligt for indbyggerne i sit system i yderligere 4-5 billioner år - tusind gange længere end tiden til det jordiske liv.
Lysyakov Ivan
