Obyvatelnost planet u TRAPPIST-1 aneb trpasličí starosti

TRAPPIST-1 v představách malíře. Credit: ESO/M. Kornmesser
TRAPPIST-1 v představách malíře. Credit: ESO/M. Kornmesser
www.novedalekohledy.cz

Před několika dny jsme psali o objevu tří planet u hvězdy TRAPPIST-1. Jak je to s jejich obyvatelností?

O objevu si můžete přečíst více v předešlém článku. Systém TRAPPIS-1 (nebo pokud se vám nelíbí, můžete mu říkat 2MASS J23062928-0502285) je skutečně bizarním. Zas a znovu nám ukazuje, jak pestrý a fascinující je svět exoplanet.

Někde jsem četl přirovnání tohoto systému spíše k Jupiteru a jeho měsícům. Něco na tom bude. TRAPPIST-1 má hmotnost jen asi 8 % Slunce a velikost jen o něco větší než Jupiter.

Tři objevené planety jsou ale mnohem větší než Jupiterovy měsíce Europa, Io či Ganyméd. Jejich poloměry jsou o něco větší než Země.

Samozřejmě je zde tradiční problém. Neznáme hmotnosti planet, takže ani hustotu a nemůžeme tak seriózně diskutovat o jejich složení. Existuje ale slušná šance, že se skutečně jedná spíše o kamenné světy než mini verze Neptunu.

Tím ale podobnost se Zemí možná končí. Problémem je právě jejich matka. Přestože vnitřní planety obíhají okolo hvězdy s periodou jen něco mezi 1 a 3 dny, na povrchu by mohly být relativně přijatelné teploty (neznáme ale vliv atmosféry). Mateřská hvězda je totiž velmi chladná a vyzařuje jen málo záření.

Média označila TRAPPIST-1 jako hnědého trpaslíka, což ovšem není tak úplně pravda. Jedná se o hvězdu spektrální třídy M8, ale za nálepku hnědý trpaslík bych se na novináře tentokrát příliš nezlobil. TRAPPIST-1 spadá do balíku ultrachladných trpaslíků (anglická zkratka UCD).

Jejími sourozenci jsou právě hnědí trpaslíci a ona sama k nim nemá daleko – je blízko hranice, která je považována za jakýsi počátek hnědých trpaslíků (0,075 hmotnosti Slunce).

S červenými trpaslíky je to obecně jako s matkami problematické a TRAPPIST-1 je na tom ještě hůře.

Prvním problémem je vázaná rotace. Minimálně dvě vnitřní planety budou ke své hvězdě nakloněny stále stejnou stranou. Nemusí to být nutně tragická zpráva pro podmínky na povrchu, ale …. co přesně udělá vázaná rotace s klimatem dnes stále ještě nevíme a už vůbec ne pro podobné typy systémů.

V případě TRAPPIST-1 je zde ale horší problém. Hvězda kdysi vyzařovala mnohem více záření, takže obyvatelná oblast byla jinde, než je dnes. Co to znamená? Planety musely čelit mnohem větším dávkám záření – ultrafialového a rentgenová. Zářivost hvězdy klesala a okraj obyvatelné oblasti se posouval směrem k ní. Planety se tak sice později mohly objevit v obyvatelné oblasti, ale už byly totálně vysušené. Nebo ne?

Podle nové studie to nemuselo být tak horké nebo spíše suché. Planety „b“ a „c“ si teoreticky mohly nějakou vodu uchovat – i když ztratily až 4 pozemské oceány. Mnohem nadějnější je ale situace pro planetu „d“, i když… pokud jste nečetli předešlý článek, tak vězte, že zatím neznáme přesné parametry její dráhy.

Pomoci mohou kosmické dalekohledy. Pokud Kepler vydrží, od prosince bude mít TRAPPIST-1 ve svém zorném poli a měl být ji sledovat, i když se jedná o docela slabou hvězdu. V první řadě potřebujeme zpřesnit oběžnou dobu planety „d“.

Na planety by se také mohl podívat Hubblův dalekohled nebo o pár let později Dalekohled Jamese Webba. Transmisní spektroskopie nám může napovědět něco o složení atmosfér planet.

Exoplanety u ultrachladných trpaslíků jsou nepochybně zajímavým cílem a to už jen proto, že s ohledem na velikost těchto hvězd způsobují i planety zemského typu velký pokles jasnosti.

S obyvatelností to ale bude horší… ještě hůře než „podvyživení“ červení trpaslíci typu TRAPPIST-1 na tom budou hnědí trpaslíci. Také tam si mohou teoreticky planety po vstupu do obyvatelné oblasti uchovat nějaké množství vody. Vhodní budou v tomto případě hnědí trpaslíci o hmotnosti 0,04 až 0,06 Slunce. Ještě méně hmotní hnědí trpaslíci budou velmi rychle chladnout, takže případné planety se v obyvatelné oblasti zdrží maximálně pár stovek milionů let.

Zdroj: Water loss from Earth-sized planets in the habitable zones of ultracool dwarfs: Implications for the planets of TRAPPIST-1, foto: ESO