TRAPPIST-1: obyvatelnost, množírna života a aktuální pozorování Keplera

Credit: NASA, Caltech
Credit: NASA, Caltech

Když jsme řešili obyvatelnost Proximy b, tak jsme nakousli jeden aspekt, který bude hodně důležitý. Při diskusích o obyvatelnosti planety nás bude zajímat současnost (stav atmosféry, chování hvězdy apod.). Dále pak období mezi vznikem a současností – kolik vody třeba planeta mohla ztratit. A v neposlední řadě vznik planet.

TRAPPIST-1 je skutečně kompaktní planetární systém. Podobné „sardinkové“ systémy našel i Kepler, ale tento je samozřejmě jediný s planetami o velikosti Země.

Všechny planety tranzitují, což znamená, že obíhají téměř v jedné rovině. Vzhledem k poměrně malému počtu multiplanetárních tranzitujících systémů s pěti a více planetami nebudou podobné soustavy asi úplně běžné.

Pokud se podíváte na oběžné doby jednotlivých planet a vezmete do ruky kalkulačku, tak možná zjistíte, že jsou téměř v poměrech celých kladných čísel – astronomové to označují jako rezonanci. Konkrétně: Pd/Pc, Pe/Pd, Pf/Pe, Pg/Pf jsou v poměrech 8:5, 5:3, 3:2, 3:2 a 4:3. Dráhová rezonance je generována v případě, že více planet vzájemně komunikuje během vzniku v protoplanetárním disku.

Co to vše znamená? Složení planet bude hodně závislé na tom, kde vznikly a ony pravděpodobně nevznikly tam, kde dnes obíhají, ale dál od hvězdy a poté migrovaly. Dost možná vznikly až za tzv. sněžnou čárou. Jinými slovy v oblasti bohatší na vodu.

Množírny života?

Někteří vědci věří, že život může cestovat vesmírem. Tzv. panspermie počítá s tím, že se život může na planetu dostat například při dopadu asteroidu. Je to zajímavá myšlenka, která ale v systému TRAPPIST-1 dostává podstatně zajímavější obrysy. Představte si, že se život zrodil na jedné planetě a odtamtud byl zavlečen na druhou. Jak? Stačí, aby na planetu dopadl větší asteroid, který část hornin i s černými pasažéry katapultoval do vesmíru…. a asteroid doputoval až na další planetu. Není to jen teorie. Na Zemi nacházíme meteority z Marsu nebo Měsíce.

V roce 2015 vyšla na toto téma studie, která si jako modelový příklad zvolila soustavu Kepler-36. V tomto případě se jedná o dvě spíše větší planety v rezonanci 7:6. Proces „výměny“ materiálů může být u těchto planet skutečně rychlejší než v případě Marsu a Země, kde meteoroidy putovaly kosmickým prostorem i miliony let.

Kepler pozoruje TRAPPIST-1 právě teď

Ještě jedna důležitá poznámka. V případě nejvzdálenější planety (TRAPPIST-1h) stále neznáme přesnou oběžnou dobu. Astronomové pozorovali jen jeden tranzit dalekohledem Spitzer. Ale! Od poloviny prosince 2016 do začátku března 2017 je TRAPPIST-1 v hledáčku toho nejpovolanějšího – dalekohledu Kepler.

Co může pozorování Keplera přinést? Především zmíněnou oběžnou dobu planety „h“, upřesnění změn v časech tranzitů ostatních planet (zpřesnění hmotnosti planet) a kdo ví… třeba sedm planet není konečné číslo. První data uveřejní NASA už za pár týdnů.

Jsou obyvatelné?

Tři planety u TRAPPIST-1 by se měly nacházet v obyvatelné oblasti. To je ale dosti problematický nástroj. Mnohem lepší je podívat se na oslunění a rovnovážnou teplotu. První údaj nám říká, kolik záření planeta dostává ve srovnání s tím, co dostává Země od Slunce. Druhý údaj popisuje teplotu na povrchu bez vlivu atmosféry. Oba tyto údaje jsou přibližné a v podstatě nic neříkají o obyvatelnosti. Ale je to přesný popis toho, co víme a kde jsme z hlediska znalostí o tomto i jiných planetárních systémech.

TRAPPIST-1: obyvatelnost

PlanetaOsluněníRovnovážná teplota (K)
b4.25400
c2.27342
d1.14288
e0.662251
f0.382219
g0.258198
h0.131168

Rovnovážná teplota je v Kelvinech, takže pro stupně Celsia odečtěte 273.

S obyvatelností planet u TRAPPIST-1 to bude problematické. Už jsme zmiňovali, že podle dřívějších studií mohla být obyvatelná oblast kdysi jinde. Problém bude představovat také vázaná rotace a vysoké dávky ultrafialového a rentgenová záření.

Lisa Kaltenegger (Carl Sagan Institute, Cornell) už o vlivu UV záření připravuje studie. Jedna už dokonce vyšla. Podle ní by dávky UV záření na povrchu planet mohly být podobné těm na Zemi v případě, že planety mají podobně hustou atmosféru a ozon. V opačném případě by život musel hledat útočiště v oceánu nebo pod povrchem. Možná ale existuje i život, který dokáže snášet vyšší dávky záření.

Atmosféry budou chtít astronomové prozkoumat. Má to ale háček.

Budoucí výzkum atmosfér pomoci kosmického dalekohledu JWST nebo chystaných obřích pozemských dalekohledů nám může v mnohém napovědět. Nebude to ale tak snadné, jak se můžete občas dočíst. Bude potřeba pozorovat řádově desítky tranzitů jednotlivých planet. Když jsme ještě znali jen tři planety, hovořilo se o 30 tranzitech pro nejvnitřnější a 60 pro nejvzdálenější planetu.

Důležitým aspektem bude také přítomnost magnetického pole. Vědci se zatím úplně neshodli na tom, jaký je vztah mezi vázanou rotací planety a magnetickým polem.

Doporučené články:

Zdroj: UV Surface Habitability of the TRAPPIST-1 System, foto: NASA

www.novedalekohledy.cz