בפברואר 2017 נדהם העולם לגלות כי אסטרונומים - המשתמשים בנתונים מהטלסקופ TRAPPIST בצ'ילה ומטלסקופ החלל שפיצר - זיהו מערכת של שבעה exoplanets סלעים במערכת TRAPPIST-1. כאילו זה לא היה מספיק מעודד לחובבי האקסופלאנט, צוין גם ששלושה מתוך שבע כוכבי הלכת סובבו סביב שטח המגורים הכוכב סביב הכוכבים (המכונה "אזור הזהב הזהב").
מאז אותה תקופה, מערכת זו עמדה במוקד של סקרי מחקרים ומעקב ניכרים כדי לקבוע אם מישהו מכוכבי הלכת שלה יכול להיות ראוי למגורים. מה שקורה במחקרים אלה היה השאלה אם בכוכבי הלכת יש מים נוזליים על משטחיםיהם. אך על פי מחקר חדש שנערך על ידי צוות אסטרונומים אמריקאים, לכוכבי הלכת TRAPPIST למעשה יש יותר מדי מים לתמוך בחיים.
המחקר, שכותרתו "הגירה פנימית של כוכבי הלכת TRAPPIST-1 כפי שנמסר מחיבוריהם העשירים במים", הופיע לאחרונה בכתב העת. אסטרונומיה טבע. המחקר הובל על ידי קיימן ט. אונטרבורן, גיאולוג בבית הספר לחקר כדור הארץ והחלל (SESE), וכלל את סטיבן ג'יי דש, אלחנדרו לורנצו (גם הוא מ- SESE) ונטלי ר. , נאשוויל.
כאמור, נערכו מספר מחקרים שביקשו לקבוע אם אחד מכוכבי הלכת TRAPPIST-1 יכול להיות ראוי למגורים. ואף שחלקם הדגישו כי הם לא יוכלו להיאחז באטמוספרה שלהם לאורך זמן בגלל העובדה שהם מקיפים כוכב שמשתנה ומועד להתלקחות (כמו כל הגמדים האדומים), מחקרים אחרים מצאו ראיות לכך שהמערכת יכולה להיות עשיר במים ואידיאלי להחלפת חיים.
לצורך המחקר, הצוות השתמש בנתונים מסקרים קודמים שניסו להציב אילוצים על המסה והקוטר של כוכבי הלכת TRAPPIST-1 כדי לחשב את צפיפותם. חלק גדול מכך נבע ממערך נתונים שנקרא קטלוג ההיפטיה (שפותח על ידי הסופר התורם הינקל), שממזג נתונים ממעל ל -150 מקורות ספרותיים כדי לקבוע את שפע הכוכבים הכוכבים בסמוך לשמש שלנו.
באמצעות נתונים אלה, הצוות בנה מודלים של הרכב המוני-רדיוס כדי לקבוע את התוכן ההפכפך של כל אחד מכוכבי הלכת TRAPPIST-1. מה שהם שמו לב הוא שכוכבי הלכת TRAPPIST הם באופן מסורתי בגוף סלעי, מה שמצביע על תכולה גבוהה של יסודות נדיפים (כמו מים). בעולמות דומים בצפיפות נמוכה דומה, בדרך כלל נחשב המרכיב ההפכפך לצורה של גזים אטמוספריים.
אך כפי שהסביר Unterborn במאמר חדשות SESE שפורסם לאחרונה, כוכבי הלכת של TRAPPIST-1 הם עניין אחר:
כוכבי הלכת TRAPPIST-1 הם קטנים מדי במסה כדי להחזיק מספיק גז בכדי להמציא את הגירעון בצפיפות. גם אם הם היו מסוגלים להיאחז בגז, הכמות הדרושה כדי להמציא את הגירעון בצפיפות הייתה הופכת את הכוכב לנפוח הרבה יותר ממה שאנחנו רואים. "
בגלל זה קבעו אונטרבורן ועמיתיו כי רכיב הצפיפות הנמוכה במערכת פלנטרית זו צריך להיות מים. כדי לקבוע כמה מים היו שם, הצוות השתמש בחבילת תוכנה ייחודית שפותחה בשם ExoPlex. תוכנה זו משתמשת במחשבונים פיסיקליים מינרליים מהמתקדמים שאפשרו לצוות לשלב את כל המידע הזמין אודות מערכת TRAPPIST-1 - ולא רק את המסה והרדיוס של כוכבי לכת בודדים.
מה שהם מצאו זה שכוכבי הלכת הפנימיים (ב ו ג) היו "יבשים יותר" - עם פחות מ -15% מים במסה - ואילו כוכבי הלכת החיצוניים (ו ו ז) היו יותר מ- 50% מים על פי המסה. לשם השוואה, בכדור הארץ יש רק 0.02% מים על פי המסה, כלומר לעולמות אלה יש המקבילה למאות אוקיינוסים בגודל כדור הארץ בנפחם. בעיקרון זה אומר שלכוכבי הלכת TRAPPIST-1 יש מים רבים מדי לתמיכה בחיים. כפי שהסביר הינקל:
"בדרך כלל אנו חושבים שיש מים נוזליים על כדור הארץ כדרך להתחיל את החיים, מכיוון שהחיים, כפי שאנו מכירים אותם על פני כדור הארץ, מורכבים ברובם ממים ומחייבים אותם לחיות. עם זאת, לכוכב לכת שהוא עולם מים, או כזה שאין לו משטח מעל המים, אין מחזורים גיאוכימיים או אלמנטריים חשובים שהם הכרחיים ביותר לכל החיים. "
ממצאים אלה אינם מבשרים טובות עבור אלה המאמינים שכוכבים מסוג M הם המקום הסביר ביותר שיש לו כוכבי לכת גלקסיים בגלקסיה שלנו. לא רק שגמדים אדומים הם סוג הכוכבים הנפוץ ביותר ביקום, והם מהווים 75% מהכוכבים בגלקסיית שביל החלב בלבד, כמה מהם קרובים יחסית למערכת השמש שלנו התגלה ככוכבי לכת סלעיים אחד או יותר המקיפים אותם.
מלבד TRAPPIST-1, אלה כוללים את אדמת-העל שהתגלתה סביב LHS 1140 ו- GJ 625, שלושת כוכבי הלכת הסלעיים שהתגלו סביב Gliese 667, ופרוקסימה B - האקסופלאנאט הקרוב ביותר למערכת השמש שלנו. בנוסף, סקר שנערך באמצעות ספקטרוגרף HARPS במצפה הכוכבים לה סילה ב- ESO בשנת 2012 הצביע על כך שיכולים להיות מיליארדי כוכבי לכת סוערים המסתובבים באזורים המיושבים בכוכבי ננס אדומים שביל החלב.
לרוע המזל, הממצאים האחרונים מראים כי כוכבי הלכת של מערכת TRAPPIST-1 אינם חיוביים לכל החיים. יתרה מזאת, כנראה שלא היו מספיק חיים בהם כדי לייצר ביו-חתימות שניתן יהיה להבחין בהן באטמוספרה שלהם. בנוסף, הצוות גם הגיע למסקנה כי כוכבי הלכת של TRAPPIST-1 כנראה יצרו את האב הרחק מכוכבם והיגרו פנימה עם הזמן.
זה התבסס על העובדה שכוכבי הלכת TRAPPIST-1 עתירי הקרח היו קרובים הרבה יותר ל"קו הקרח "של הכוכב שלהם מאשר אלה היבשים יותר. בכל מערכת סולארית, כוכבי לכת שנמצאים בתוך קו זה יהיו סלעיים יותר מכיוון שמימיהם יתאדו, או יתמצאו ויוצרים אוקיינוסים על פני השטח שלהם (אם יש אווירה מספקת). מעבר לקו זה, מים ייקחו צורה של קרח וניתן להפריש אותם ליצירת כוכבי לכת.
מהניתוחים שלהם, הצוות קבע כי כוכבי הלכת TRAPPIST-1 כנראה התגבשו מעבר לקו הקרח ונדדו לעבר הכוכב המארח שלהם כדי להניח את מסלוליהם הנוכחיים. עם זאת, מכיוון שכוכבים מסוג M (גמד אדום) ידועים כמבריקים ביותר לאחר הצורה הראשונה ומעומעמים לאורך זמן, גם קו הקרח היה נע פנימה. כפי שהסביר מחבר-שותף סטיבן דש, עד כמה תלכו כוכבי הלכת שהיגרו תלוי בעת התהוותם.
"ככל שכוכבי הלכת מוקדמים יותר מוקדם יותר, כך הם רחוקים יותר מהכוכב שהם היו צריכים ליצור כדי שיהיה להם כל כך הרבה קרח," אמר. בהתבסס על כמה זמן לוקח להיווצר כוכבי לכת סוערים, צוות העריך כי כוכבי הלכת במקור היו כנראה רחוקים כפליים מכוכבם כמו שהם כעת. אמנם יש אינדיקציות אחרות לכך שכוכבי הלכת במערכת זו היגרו לאורך זמן, אולם מחקר זה הוא הראשון לכמת את ההגירה ולהשתמש בנתוני ההרכב כדי להראות זאת.
מחקר זה אינו הראשון שמצביע על כך שכוכבי לכת המקיפים את כוכבי הגמדים האדומים עשויים להיות למעשה "עולמות מים", מה שאומר שכוכבי לכת סלעיים עם יבשות על פני השטח שלהם הם דבר נדיר יחסית. במקביל, נערכו מחקרים אחרים המצביעים על כך שכוכבי לכת כאלה עשויים להתקשות לאחוז באטמוספרות שלהם, ומצביעים על כך שהם לא ישארו עולמות מים לאורך זמן רב.
עם זאת, עד שנוכל לראות טוב יותר את כוכבי הלכת הללו - דבר שיהיה אפשרי עם פריסת מכשירים מהדור הבא (כמו טלסקופ החלל ג'יימס ווב) - אנו נאלץ להעריך תיאוריה על מה שאנחנו לא יודעים על סמך מה שאנחנו עושים. על ידי לימוד לאט יותר של מידע על exoplanets אלה ואחרים, יוחנן היכולת שלנו לקבוע היכן עלינו לחפש חיים מעבר למערכת השמש שלנו.
