Systém TRAPPIST-1. Kredit: NASA/JPL-Caltech.

Po dramatickém čekání, které ještě více rozbouřily tvíty NASA ve stylu „not aliens“, jsme se ve středu večer našeho času na ostře sledované konferenci NASA dočkali skvělé novinky. Alieni to sice zatím ještě nejsou, ale objev několika planet, jehož výsledkem je podivuhodný multiplanetární systém u blízkého ultrachladného červeného trpaslíka, také rozhodně stojí za to. Vědci zkoumající obyvatelnost planet červených trpaslíků teď budou čelit ohromnému, přímo brutálnímu tlaku, aby zodpověděli zcela zásadní otázku – může být u planety v obyvatelné zóně červeného trpaslíka (alespoň teoreticky) život?

Hrdina dne, Michaël Gillon. Kredit: ULG.

Hlavní roli v tomhle udivujícím příběhu sehrál tým vědců, které vedl Michaël Gillon z belgické Univerzity v Lutychu. Nejprve v květnu 2016 ohlásili, že u zajímavého trpaslíka TRAPPIST-1 ze souhvězdí Vodnáře, který je od nás vzdálený asi 39 světelných let, objevili velmi těsné obíhající exoplanety, pravděpodobně kamenné a svými rozměry velmi blízké Zemi. Už jenom tohle katapultovalo TRAPPIST-1 mezi nejslibnější planetární systémy, v nichž má smysl pátrat po nějakých náznacích života. Jenže to nebylo všechno. Gillon a spol. dál zkoumali systém TRAPPIST-1 a přišlo jim, že ne všechno sedí, jak by mělo. Včera jsme se dozvěděli, jak to vyřešili.

TRAPPIST-1 v souhvězdí Vodnáře. Kredit: ESO/IAU and Sky & Telescope.

Výsledek je parádní. Systém TRAPPIST-1 se rázem stal jedním z nejúžasnějších planetárních systémů, které jsme zatím objevili. Červeného trpaslíka tam ve vzdálenosti o mnoho menší, nežli je velikost oběžné dráhy planety Merkur kolem Slunce, obíhá celkem 7 planet, pojmenovaných prozatím TRAPPIST-1b, c, d, e, f, g, h. Nejvnitřnější z nich oběhne trpaslíka za 1,51 dne, vnější planeta za přibližně za 20 dní. Planety TRAPPIST-1 jsou prakticky v orbitální rezonanci. Jejich doby oběhu tedy odpovídají poměru malých celých čísel a mezi planetami je gravitační vazba. Planety zřejmě vznikly ve větší vzdálenosti od hvězdy a do současné podoby systému se uspořádaly až později. Badatelé k objevu využili data orbitálního infrateleskopu Spitzer, a také několika pozemních teleskopů, včetně robotického teleskopu TRAPPIST (Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope–South) v Chile, jehož jméno planetární systém nese.

Sedmero zemí. Kredit: NASA/JPL-Caltech.

Všechny známé planety systému jsou zřejmě kamenné, ale zároveň mají nižší hustotu než Země, snad srovnatelnou s ledovými měsíci Jupiteru. Všech sedm planet je větších nežli planeta Mars a největší z nich je asi jen o 20 procent větší než naše Země. Pokud jde o jejich hmotnost, všechny se vejdou do rozmezí 40% až 140% hmotnosti Země. Podle dostupných dat a klimatických modelů jsou hned tři z těchto planet, konkrétně TRAPPIST-1e, f, g, v obyvatelné zóně. Jinak řečeno, teoreticky by na nich měla být kapalná voda. Jenže, řeč je o červeném trpaslíkovi, takže to nebude tak jednoduché.

Porovnání Slunce a trpaslíka TRAPPIST-1. Kredit: ESO.

TRAPPIST-1 je ultrachladný červený trpaslík spektrální třídy M8.0. Tahle hvězda nebo spíše studená hvězdička váží asi jako 8 procent hmoty Slunce, její velikost odpovídá 11 procentům Slunce a jasnost se rovná 0,04 procentům jasnosti Slunce. Výraz „ultrachladný“ je samozřejmě relativní, na povrchu TRAPPIST-1 je ve skutečnosti teplota 2 550 kelvinů. Oproti Slunci je tam ale o dost chladněji. V jásotu nad objevem sedmera zemí poněkud zaniklo, že jde nejspíš o dost mladý systém – jeho stáří činí 500 milionů let nebo o něco více. Moc života tam tedy určitě nebude, i kdyby měl příhodné podmínky. Pokud jde ale o budoucnost, Slunce může tomuto trpaslíkovi jen závidět. Jestli se nestane něco neobvyklého, tak by TRAPPIST-1 mohl zářit zhruba 4 až 5 bilionů let, tedy asi tisíckrát déle nežli Slunce. Zvláštní je dost vysoká metalicita, tedy obsah těžších prvků, trpaslíka TRAPPIST-1, která odpovídá asi 109 procentům metalicity Slunce. To jsme u malé hvězdy tohoto typu nečekali.

Pro planetární systém a jeho obyvatelnost je ale zásadní, že červení trpaslíci bývají bouřliví a jejich hvězdné vichry trýzní nejbližší okolí. Gillon a jeho kolegové na podzim roku 2016 uveřejnili studii v časopisu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, podle které je trpaslík TRAPPIST-1 relativně silným zdrojem rentgenového a vysokoenergetického ultrafialového záření (anglicky pěkně dohromady zkracováno jako XUV radiation). Data evropské vesmírné rentgenové observatoře XMM-Newton ukazují, že v rentgenové oblasti září maličký TRAPPIST-1 stejně silně jako klidné Slunce.

Vědci dospěli k závěru, že přinejmenším vnitřní planety systému zkrápí pořádné rentgenové a ultrafialové záření, které by mohlo významně změnit atmosféru planet. Další významnou komplikací je, že všech sedm planet je zřejmě ve vázané rotaci s hvězdou – čili že trpaslíkovi nastavují stále stejnou stranu. Nakolik to reálně vadí, a jak jsou skutečně obyvatelné planety TRAPPIST-1, toť otázka. Kdy že to vyrážejí první sondy směr souhvězdí Vodnáře?

Video: 7 planets found orbiting nearby star

NASA’s Spitzer Reveals Largest Batch of Earth-Size, Habitable-Zone Planets Around a Single Star


Literatura
New Scientist 22. 2. 2017, Nature online 22. 2. 2017, arXiv:1605.01564, Wikipedia (TRAPPIST-1).