Nel febbraio del 2017, un team di astronomi europei ha annunciato la scoperta di un sistema a sette pianeti in orbita attorno alla stella TRAPPIST-1. A parte il fatto che tutti e sette i pianeti erano rocciosi, c'era il vantaggio aggiuntivo di tre di loro in orbita all'interno della zona abitabile di TRAPPIST-1. Pertanto, sono stati condotti più studi che hanno cercato di determinare se eventuali pianeti nel sistema potessero essere abitabili.
Quando si tratta di studi di abitabilità, uno dei fattori chiave da considerare è l'età del sistema stellare. Fondamentalmente, le giovani stelle hanno la tendenza a divampare e rilasciano esplosioni dannose di radiazioni mentre i pianeti che orbitano attorno a stelle più vecchie sono stati soggetti a radiazioni per periodi di tempo più lunghi. Grazie a un nuovo studio di una coppia di astronomi, è ormai noto che il sistema TRAPPIST-1 ha il doppio del sistema solare.
Lo studio, che sarà pubblicato in Il diario astrofisico sotto il titolo "All'età del sistema TRAPPIST-1", è stato guidato da Adam Burgasser, un astronomo dell'Università della California di San Diego (UCSD). A lui si unì Eric Mamajek, vice scienziato del programma Exoplanet Exploration Program (EEP) della NASA presso il Jet Propulsion Laboratory.
Insieme, hanno consultato i dati sulla cinematica di TRAPPIST-1 (ovvero la velocità con cui orbita attorno al centro della galassia), la sua età, l'attività magnetica, la densità, le linee di assorbimento, la gravità superficiale, la metallicità e la velocità con cui subisce razzi stellari . Da tutto ciò, hanno determinato che TRAPPIST-1 è piuttosto vecchio, da qualche parte tra 5,4 e 9,8 miliardi di anni. Questo è fino al doppio del nostro sistema solare, che si è formato circa 4,5 miliardi di anni fa.
Questi risultati contraddicono le stime precedentemente detenute, secondo le quali il sistema TRAPPIST-1 aveva circa 500 milioni di anni fa. Ciò si basava sul fatto che ci sarebbe voluto così tanto tempo perché una stella a bassa massa come TRAPPIST-1 (che ha all'incirca l'8% della massa del nostro Sole) si contraesse alle dimensioni minime. Ma con un limite di età superiore a poco meno di 10 miliardi di anni, questo sistema stellare potrebbe essere vecchio quasi quanto l'Universo stesso!
Come ha spiegato il dottor Burgasser in una recente dichiarazione della stampa della NASA:
“I nostri risultati aiutano davvero a limitare l'evoluzione del sistema TRAPPIST-1, poiché il sistema deve essere persistito per miliardi di anni. Ciò significa che i pianeti dovevano evolversi insieme, altrimenti il sistema sarebbe crollato molto tempo fa. ”
Le implicazioni di ciò potrebbero essere molto significative per quanto riguarda gli studi di abitabilità. Per uno, le stelle più anziane sperimentano meno in termini di riacutizzazioni rispetto a quelle più giovani. Dal loro studio, Burgasser e Mamajek hanno confermato che TRAPPIST-1 è relativamente silenzioso rispetto ad altre stelle nane ultra cool. Tuttavia, poiché i pianeti intorno a TRAPPIST-1 orbitano così vicino alla loro stella, sono stati esposti a miliardi di anni di radiazioni a questo punto.
Pertanto, è possibile che la maggior parte dei pianeti che orbitano attorno a TRAPPIST-1 si aspettino per i due più esterni, g e h - probabilmente le loro atmosfere sarebbero state eliminate - simile a quello che è successo a Marte miliardi di anni fa quando ha perso il suo campo magnetico protettivo. Ciò è certamente coerente con molti studi recenti, che hanno concluso che l'attività solare di TRAPPIST-1 non sarebbe favorevole alla vita su nessuno dei suoi pianeti.
Mentre alcuni di questi studi hanno affrontato il livello di bagliore stellare di TRAPPIST-1, altri hanno esaminato il ruolo dei campi magnetici. Alla fine, hanno concluso che TRAPPIST-1 era troppo variabile e che il proprio campo magnetico sarebbe stato probabilmente collegato ai campi dei suoi pianeti, permettendo alle particelle della stella di fluire direttamente sulle atmosfere dei pianeti (permettendo così loro di essere più facilmente rimosso).
Tuttavia, i risultati non furono del tutto cattive notizie. Poiché i pianeti TRAPPIST-1 hanno una densità stimata inferiore a quella della Terra, è possibile che abbiano grandi quantità di elementi volatili (cioè acqua, anidride carbonica, ammoniaca, metano, ecc.). Ciò avrebbe potuto portare alla formazione di atmosfere spesse che proteggevano le superfici da molte radiazioni nocive e calore ridistribuito attraverso i pianeti bloccati in ordine.
Inoltre, un'atmosfera densa potrebbe anche avere un effetto simile a Venere, creando un effetto serra fuori controllo che avrebbe provocato atmosfere incredibilmente spesse e superfici estremamente calde. Date le circostanze, quindi, qualsiasi vita emersa su questi pianeti avrebbe dovuto essere estremamente resistente per sopravvivere per miliardi di anni.
Un'altra cosa positiva da considerare è la luminosità e la temperatura costanti di TRAPPIST-1, che sono anche tipiche delle stelle di classe M (nana rossa). Stelle come il nostro Sole hanno una durata stimata di 10 miliardi di anni (che è quasi a metà strada) e diventano costantemente più luminose e più calde con il tempo. Si ritiene invece che le nane rosse esistano per ben 10 trilioni di anni - molto più a lungo dell'esistenza dell'Universo - e non cambiano molto in intensità.
Dato il tempo necessario alla vita complessa per emergere sulla Terra (oltre 4,5 miliardi di anni), questa longevità e coerenza potrebbero rendere i sistemi di stelle nane rosse la migliore scommessa a lungo termine per l'abitabilità. Tale è stata la conclusione di un recente studio, condotto dal Prof. Avi Loeb del Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian (CfA). E come ha spiegato Mamajek:
“Le stelle molto più massicce del Sole consumano rapidamente il loro combustibile, illuminandosi per milioni di anni ed esplodendo come supernovae. Ma TRAPPIST-1 è come una candela a combustione lenta che brillerà per circa 900 volte più a lungo dell'era attuale dell'universo. "
La NASA ha anche espresso entusiasmo per questi risultati. "Questi nuovi risultati forniscono un contesto utile per le future osservazioni dei pianeti TRAPPIST-1, che potrebbero darci una visione completa di come le atmosfere planetarie si formano e si evolvono e persistono o meno", ha affermato Tiffany Kataria, scienziata esopianeta di JPL. Al momento, gli studi di abitabilità di TRAPPIST-1 e di altri sistemi stellari vicini sono limitati a metodi indiretti.
Tuttavia, nel prossimo futuro, le missioni di prossima generazione come il James Webb Space Telescope dovrebbero rivelare ulteriori informazioni, come se questi pianeti abbiano o meno atmosfere e quali siano le loro composizioni. Si prevede inoltre che future osservazioni con il telescopio spaziale Hubble e il telescopio spaziale Spitzer miglioreranno la nostra comprensione di questi pianeti e delle possibili condizioni sulla loro superficie.
