TRAPPIST-1: Σύστημα επτά πλανητών γύρω από κόκκινο νάνο, θα μπορούσε να διαθέτει νερό;

Είναι γεγονός, ότι οι κόκκινοι νάνοι είναι τα πολυπληθέστερα άστρα του Γαλαξία μας και διαθέτουν σε μεγάλο ποσοστό πλανητικά συστήματα. Επιπλέον, είναι πολύ παλιά άστρα και έτσι η ζωή θα είχε όχι μονό μεγάλες πιθανότητες αλλά και πολύ χρόνο να αναπτυχθεί γύρω από τα άστρα αυτά. Όμως, οι συνθήκες των πλανητών για την υποστήριξη της ζωής (όπως τουλάχιστον την γνωρίζουμε) φαίνεται να εξαρτώνται από πολλούς παράγοντες. Μέχρι πρόσφατα, ο εντοπισμός πλανητών εντός των «κατοικήσιμων» ζωνών, δηλαδή σε αποστάσεις τέτοιες από το άστρο τους που θα μπορούσαν να διαθέτουν νερό σε υγρή μορφή, προκαλούσε ενθουσιασμό στους επιστήμονες και στο κοινό.  Όμως, όπως φαίνεται δεν αρκεί αυτό.

Το 2017, μια διεθνής ομάδα αστρονόμων ανακοίνωσε μια σημαντική ανακάλυψη. Με βάση έτη παρατηρήσεων, διαπίστωσαν ότι το σύστημα TRAPPIST-1 (ένας κόκκινος νάνος τύπου M που βρίσκεται 40 έτη φωτός από τη Γη) διαθέτει  όχι λιγότερους από επτά βραχώδεις πλανήτες. Εξίσου συναρπαστικό ήταν το γεγονός ότι τρεις από αυτούς τους πλανήτες βρέθηκαν στην κατοικήσιμη ζώνη του αστέρα και ότι το σύστημα ήταν ηλικίας 8 δισεκατομμυρίων ετών (διπλάσια σχεδόν από την ηλικία του ηλιακού συστήματος) και άρα υπεραρκετή ώστε να δημιουργηθεί πολύπλοκη χημεία (σχετικό video εδώ).

Παρά το γεγονός ότι θεωρητικά θα μπορούσε να υπάρχει υγρό νερό στους πλανήτες αυτούς, το γεγονός ότι κινούνται σε μικρές τροχιές γύρω από το άστρο δημιουργεί αμφιβολίες αν θα μπορούσαν να το διατηρήσουν για πολύ καιρό. Σύμφωνα με νέα έρευνα από μια διεθνή ομάδα αστρονόμων, όλα εξαρτώνται από την σύνθεση του πρωτοπλανητικού δίσκου που σχημάτισε τους πλανήτες και την ύπαρξη κομητών ή όχι στο σύστημα.

Η ομάδα με επικεφαλής τον Sebastian Marino του Ινστιτούτου Αστρονομίας του Max Planck περιλαμβάνει μέλη του Πανεπιστημίου του Cambridge, του Πανεπιστημίου του Warwick, του Πανεπιστημίου του Μπέρμιγχαμ και του Κέντρου Αστροφυσικής του Χάρβαρντ Η σχετική μελέτη δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Οι αστρονόμοι συμφωνούν ότι πριν από 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια ένα νεφέλωμα αερίου, σκόνης και πτητικών ουσιών σχημάτισε το ηλιακό μας σύστημα. Αυτή η θεωρία προβλέπει ότι τα στοιχεία συσσωρεύονταν αρχικά προς το κέντρο και υπό την επίδραση της βαρύτητας και την πίεση των αερίων δημιούργησαν τον ήλιο. Με την πάροδο του χρόνου, το υλικό που περίσσευσε σχημάτισε ένα δίσκο γύρω από τον ήλιο που τελικά συσσωρεύτηκε σε μεγαλύτερες συμπυκνώσεις και σχηματίσθηκαν οι πλανήτες. Τα σημαντικότερα αντικείμενα που απέμειναν από το σχηματισμό των πλανητών περιορίσθηκαν σε μια μεγάλη ζώνη που περιέχει τεράστιες ποσότητες παγωμένων αστεροειδών και πλανητοειδών, γνωστή και ως ζώνη Kuiper. Σύμφωνα με τη θεωρία του Ύστερου Βομβαρδισμού, το νερό διανεμήθηκε στη Γη και σε όλο το ηλιακό σύστημα από αμέτρητους κομήτες και παγωμένα αντικείμενα που από αυτή τη ζώνη κινήθηκαν προς το εσωτερικό του ηλιακού συστήματος και προσέκρουσαν στους πλανήτες.

Αντίστοιχα εάν το σύστημα TRAPPIST-1 έχει μια δική του ζώνη Kuiper, τότε είναι λογικό να υπάρχει μια παρόμοια διαδικασία. Οι βαρυτικές διαταραχές θα είχαν προκαλέσει την απομάκρυνση αντικειμένων από τη ζώνη που ταξίδεψαν προς τους επτά πλανήτες για να αποθέσουν νερό στις επιφάνειές τους. Σε συνδυασμό με τις σωστές ατμοσφαιρικές συνθήκες, οι τρεις πλανήτες στη κατοικήσιμη ζώνη του αστεριού θα μπορούσαν να έχουν επαρκείς ποσότητες νερού.

Όπως ο Δρ Marino εξήγησε: «Η παρουσία μιας ζώνης κομητών ή παγωμένων αστεροειδών δείχνει ότι ένα σύστημα έχει μια μεγάλη δεξαμενή πτητικών ουσιών και νερού. Αυτή η δεξαμενή βρίσκεται συνήθως στις μακρινές ψυχρές περιοχές ενός συστήματος, ωστόσο, πάντα ένα κλάσμα αυτού του πλούσιου σε νερό υλικού φτάνει στους πλανήτες. Η εύρεση λοιπόν μιας ζώνης κομητών αποτελεί σπουδαίο εύρημα προς την εκτίμηση των συνθηκών στους πλανήτες». Παράλληλα όμως συμπλήρωσε ότι η απουσία μιας τέτοιας ζώνης σήμερα δεν αποτελεί απόδειξη ότι δεν υπήρχε και στο παρελθόν. Είναι πολύ πιθανό τα συστήματα που είχαν μια τέτοια ζώνη να την έχασαν τελικά μετά από δισεκατομμύρια χρόνια βαρυτικών επιδράσεων. Επιπλέον είναι πολύ δύσκολο να ανιχνευθούν, δεδομένου ότι οι ζώνες έχουν μικρή μάζα και φωτεινότητα που όλο και ελαττώνεται με την πάροδο του χρόνου. «Δυστυχώς, δεν εντοπίσαμε αυτή την ζώνη γύρω από το TRAPPIST-1, αλλά δεν αποκλείουμε το σύστημα να είχε αρχικά μια ζώνη μεγάλων κομητών σε απόσταση ανάλογη με την ζώνη Kuiper", δήλωσε ο Δρ Marino.

Το σύστημα TRAPPIST-1 είναι αρκετά μικρό σε σχέση με τα ηλιακό μας σύστημα. Θα μπορούσε να έχει γεννηθεί από ένα πλανητικό δίσκο ακτίνας μικρότερης των 6 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων και με λιγότερη ποσότητα υλικού από 20 φορές την μάζα της Γης. Το μεγαλύτερο μέρος του στερεού υλικού του δίσκου είναι πιθανό να έχει μεταφερθεί προς τα μέσα και να περιλαμβάνεται ήδη στους τουλάχιστον επτά πλανήτες που αποτελούν το πλανητικό σύστημα.

«Αν συνεχίσουμε να διαπιστώνουμε ότι αυτός ο τύπος συστημάτων δεν διαθέτει ζώνη κομητών και αστεροειδών, θα μπορούσε να σημαίνει ότι όλο το υλικό χρησιμοποιήθηκε για να σχηματιστούν και να αναπτυχθούν πλανήτες πιο κοντά στο άστρο. Είναι πολύ αβέβαιο τι σημαίνει αυτό για τη σύνθεση των πλανητών αυτών, δεδομένου ότι εξαρτάται πραγματικά από το πού και πώς αυτοί οι πλανήτες σχηματίστηκαν. Απλά να επισημάνω, αυτό τέτοιου είδους ζώνες βρίσκονται γύρω από το 20% των κοντινών αστεριών που είναι σαν τον ήλιο ή λαμπρότερα. Αντίθετα, γνωρίζουμε ελάχιστες παρόμοιες ζώνες γύρω από τα κόκκινα αστέρια τύπου M».

Αυτό μπορεί να οφείλεται στο ότι είναι πιο εύκολη ανίχνευση θερμότερων ζωνών γύρω από τα φωτεινότερα αστέρια από ότι κρύες ζώνες γύρω από τα αστέρια τύπου Μ, αλλά θα μπορούσε επίσης να είναι το αποτέλεσμα κάποιας εγγενής διαφοράς μεταξύ της αρχιτεκτονικής των πλανητικών συστημάτων γύρω από τα φωτεινά άστρα (σαν τον Ηλιο ή πιο φωτεινά) και εκείνων που περιστρέφονται γύρω από τους κόκκινους νάνους.

ΠΗΓΗ: https://phys.org/news/2020-04-trappist-planets.html?utm_source=nwletter&utm_medium=email&utm_campaign=daily-nwletter

ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ: Καλλιτεχνική απόδοση του κόκκινου νάνου TRAPPIST-1 όπως φαίνεται από την επιφάνεια ενός εκ των πλανητών του. Διακρίνονται και άλλοι πλανήτες σε κοντινές αποστάσεις.  Credit: ESO/M. Kornmesser. (CC BY 2.0).

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ: Ενα ποτήρι gin & tonic, κατατάσσει τους πλανήτες στην"πραγματικά κατοικήσιμη ζώνη"!