TRAPPIST-1 - komentarz Węglowego

Wiele hałasu o małą gwiazdkę i wianuszek planet. Tak można podsumować zakończoną chwilę temu konferencję NASA. Ogłoszono w jej trakcie odkrycie aż siedmiu planet typu ziemskiego krążących wokół bardzo zimnego karła (drobnej gwiazdy) odległego o zaledwie 39 lat świetlnych od Słońca.

Zależnie kto czego oczekiwał może to być tak niesamowite jak i lekko rozczarowujące. Niesamowite, bo takiego bogactwa planet tak podobnych masą i rozmiarem do Ziemi wokół jednej gwiazdy jeszcze nie widzieliśmy. Rozczarowujące, bo choć aż trzy planety znajdują się w tak zwanej ekosferze, szanse na to by były gościnnymi miejscami są dość niewielkie.

To tłoczne miejsce. Najdalsza planeta układu TRAPPIST-1 znajduje się sześć razy bliżej swojej gwiazdy niż Merkury względem Słońca. Najbliższa natomiast jest bliżej niż Callisto (jeden z galileuszowych księżyców) względem Jowisza. A skoro już o Jowiszu mowa - jest on tylko odrobinę mniejszy od gwiazdy TRAPPIST-1.

Planety

Na górze widzimy oczywiście jedynie wyobrażenie artysty. Interesują nas jednak liczby. TRAPPIST-1 zawstydza nasz układ ilością planet typu ziemskiego. Planety e, f oraz g znajdują się w ekosferze - tzn. w odpowiedniej odległości, by na ich powierzchni mogła znaleźć się woda w stanie ciekłym. Planety w tym układzie są mniej zróżnicowane jeśli idzie o rozmiary niż nasz kwartet. Ciekawiej jest natomiast pod względem gęstości. Planeta f, środkowa z “tych w ekosferze”, ma gęstość zaledwie 60% gęstości Ziemi, planeta c natomiast jest aż 16% gęściejsza od Ziemi. Dla porównania Mars ma 74% gęstości Ziemi a Merkury 109%. Wszystkie jednakże najprawdopodobniej są planetami skalnymi. Nie należy się też sugerować tymi danymi nadmiernie w kontekście przyjazności dla życia. Patrząc na te kryteria można by sądzić, że Wenus powinna być lepszą kandydatką dla życia i kolonizacji. Tymczasem z wielu powodów to Mars jest znacznie bardziej obiecujący.


Pomiar

To co szczególnie mnie zafascynowało, to sposób wyznaczenia masy planet. Typową metodą (być może w tym wypadku też się nią posiłkowano) jej oceny jest obserwacja przesunięć dopplerowskich gwiazdy - mówią nam one jak mocno na gwiazdę wpływają jej planety. Im mocniej, tym większa ich masa. Tu jednak wszystko jest upakowane tak ciasno, że planety wpływają na siebie nawzajem, przez co “rok” każdej planety czasem jest dłuższy, czasem krótszy, zależnie od tego, czy sąsiadki ciągną ją w jedną czy drugą stronę. Skrupulatnie analizując zmiany okresu obiegu poszczególnych planet, oceniając jak mocno wpływają na siebie wzajemnie, naukowcy oznaczyli ich masy. Na powyższym wykresie widać również jak skomplikowane w analizie musiały być pomiary jasności TRAPPIST-1.


Wątpliwości i fantazja

Jak wszystko co wiemy przekłada się na szanse na to, że na TRAPPIST-1 znajduje się życie? Myślę, że należy je ocenić jako marne. Gwiazdy mniejsze od Słońca cechuje długowieczność, co dawałoby masę czasu na ewolucję życia. Niestety są one też bardziej kapryśne - wiatr słoneczny w takich układach jest mocniejszy a potencjalnie śmiercionośne rozbłyski częste. Ponadto są to gwiazdy chłodniejsze, więc ich ekosfery znajdują się bardzo, bardzo blisko. Toteż szansa, że tak umiejscowiona planeta będzie regularnie sterylizowana jest bardzo duża. Trudno jej będzie również zachować atmosferę. Ziemia utrzymuje swoją delikatną otoczkę dzięki polu magnetycznemu. Pole magnetyczne zawdzięcza natomiast ruchowi obrotowemu. Niestety TRAPPIST-1 jest tak upakowany, że prawdopodobnie wszystkie planety są zawsze zwrócone tą samą stroną w kierunku gwiazdy, tak jak my zawsze widzimy jedną stronę Księżyca. Być może choć część tych planet powstała dalej od gwiazdy i mogły uformować atmosfery i dopiero później zbliżyły się do gwiazdy. I tak jednak bez jakiegoś mechanizmu odzyskiwania atmosfery (wulkanizm?) pewnie zostałyby ogołocone w krótkim czasie.

Mimo to możemy puścić wodze fantazji. Widok na niebie każdej z tych planet byłby iście magiczny. Nad głowami dominowałaby wielka, acz mniej oślepiająca niż Słońce, gwiazda i sznur wyraźnie widocznych planet. Odległości są tam tak niewielkie, że nie byłyby one punktami światła jak Wenus czy Jowisz na naszym niebie - byłyby trochę mniejsze od Księżyca, z dnia na dzień w innych punktach. Gdyby jednak istniała tam jakaś cywilizacja na podobnym poziomie rozwoju, to kolonizacja byłaby nieporównywalnie łatwiejsza i bardziej kusząca niż w przypadku naszego satelity lub Marsa. Trappistianie nie ścigaliby się kto pierwszy wetknie flagę. To byłby wyścig po nowe światy.


Źródła:
https://exoplanets.nasa.gov/trappist1/
https://www.youtube.com/watch?v=bnKFaAS30X8
https://www.nasa.gov/press-release/nasa-telescope-reveals-largest-batch-of-earth-size-habitable-zone-planets-around


Grafiki:
ESO Astronomy/O. FurtakESO/O. Furtak
NASA - National Aeronautics and Space Administration