Seit Wissenschaftler die Existenz von sieben terrestrischen Planeten bestätigt haben, die TRAPPIST-1 umkreisen, ist dieses System ein Schwerpunkt von Interesse für Astronomen. Aufgrund seiner Nähe zur Erde (nur 39,5 Lichtjahre Lichtjahre entfernt) und der Tatsache, dass drei seiner Planeten in der „Goldlöckchen-Zone“ des Sterns umkreisen, war dieses System ein idealer Ort, um mehr über die potenzielle Bewohnbarkeit von Rot zu erfahren Zwergsternsysteme.
Dies ist besonders wichtig, da die meisten Sterne in unserer Galaxie rote Zwerge sind (auch bekannt als M-Typ-Zwergsterne). Leider war nicht die gesamte Forschung beruhigend. Zum Beispiel zeigen zwei kürzlich durchgeführte Studien, die von zwei getrennten Teams des Harvard-Smithsonian-Zentrums für Astrophysik (CfA) durchgeführt wurden, dass die Wahrscheinlichkeit, in diesem System Leben zu finden, weniger wahrscheinlich ist als allgemein angenommen.
In der ersten Studie mit dem Titel „Physikalische Einschränkungen der Lebenswahrscheinlichkeit von Exoplaneten“ wurde untersucht, wie sich Strahlung und Sternwind auf Planeten in der bewohnbaren Zone von TRAPPIST-1 auswirken würden. Zu diesem Zweck konstruierten die Autoren der Studie - die Professoren Manasvi Lingam und Avi Loeb - ein Modell, das berücksichtigte, wie bestimmte Faktoren die Bedingungen auf der Oberfläche dieser Planeten beeinflussen würden.
Dieses Modell berücksichtigte, wie sich die Entfernung der Planeten von ihrem Stern auf die Oberflächentemperaturen und den atmosphärischen Verlust auswirken würde und wie sich dies auf die Veränderungen auswirken könnte, die das Leben im Laufe der Zeit haben müsste. Wie Dr. Loeb dem Space Magazine per E-Mail sagte:
„Wir haben die Erosion der Atmosphäre der Planeten aufgrund des Sternwinds und die Rolle der Temperatur für ökologische und evolutionäre Prozesse betrachtet. Die bewohnbare Zone um den schwachen Zwergstern TRAPPIST-1 ist um ein Vielfaches näher als für die Sonne, daher ist der Druck des Sternwinds um mehrere Größenordnungen höher als auf der Erde. Da das Leben, wie wir es kennen, flüssiges Wasser und flüssiges Wasser eine Atmosphäre erfordert, ist es weniger wahrscheinlich, dass Leben um TRAPPIST-1 herum existiert als im Sonnensystem. “
Im Wesentlichen stellten Dr. Lingam und Dr. Loeb fest, dass Planeten im TRAPPIST-1-System durch UV-Strahlung mit einer Intensität blockiert würden, die weit über der der Erde liegt. Dies ist eine bekannte Gefahr, wenn es um rote Zwergsterne geht, die im Vergleich zu unserer eigenen Sonne variabel und instabil sind. Sie kamen zu dem Schluss, dass im Vergleich zur Erde die Wahrscheinlichkeit eines komplexen Lebens auf Planeten in der bewohnbaren Zone von TRAPPIST-1 weniger als 1% betrug.
"Wir haben gezeigt, dass erdgroße Exoplaneten in der bewohnbaren Zone um M-Zwerge aufgrund der höheren einfallenden ultravioletten Flüsse und der geringeren Entfernung zum Wirtsstern viel geringere Aussichten haben, im Verhältnis zur Erde bewohnbar zu sein", sagte Loeb. „Dies gilt für die kürzlich entdeckten Exoplaneten in der Nähe der Sonne, Proxima b (der nächste Stern in vier Lichtjahren Entfernung) und TRAPPIST-1 (zehnmal weiter entfernt), die um mehrere Größenordnungen kleiner sind als die der Erde . ”
Die zweite Studie - „Die bedrohliche Umgebung der TRAPPIST-1-Planeten“, die kürzlich in veröffentlicht wurde Die astrophysikalischen Tagebuchbriefe - wurde von einem Team der CfA und des Lowell Center for Space Science and Technology an der University of Massachusetts produziert. Unter der Leitung von Dr. Cecilia Garraffo von der CfA betrachtete das Team eine weitere potenzielle Bedrohung für das Leben in diesem System.
Im Wesentlichen stellte das Team fest, dass TRAPPIST-1 wie unsere Sonne Ströme geladener Teilchen nach außen in den Weltraum sendet - d. H. Sternwind. Innerhalb des Sonnensystems übt dieser Wind Kraft auf die Planeten aus und kann dazu führen, dass ihre Atmosphäre entfernt wird. Während die Erdatmosphäre durch ihr Magnetfeld geschützt ist, sind Planeten wie der Mars dies nicht - weshalb sie im Laufe von Hunderten von Millionen von Jahren den größten Teil ihrer Atmosphäre an den Weltraum verloren hat.
Wie das Forscherteam herausgefunden hat, übt dieser Strom bei TRAPPIST-1 eine Kraft auf seine Planeten aus, die zwischen 1.000 und 100.000 Mal größer ist als die, die die Erde durch Sonnenwind erfährt. Darüber hinaus argumentieren sie, dass das Magnetfeld von TRAPPIST-1 wahrscheinlich mit den Magnetfeldern der Planeten verbunden ist, die es umkreisen, wodurch Partikel vom Stern direkt auf die Atmosphäre des Planeten fließen könnten.
Mit anderen Worten, wenn die Planeten von TRAPPIST-1 Magnetfelder haben, bieten sie ihnen keinen Schutz. Wenn der Fluss geladener Teilchen stark genug ist, könnte dies die Atmosphäre dieser Planeten zerstören und sie unbewohnbar machen. Wie Garraffo es ausdrückte:
„Das Erdmagnetfeld wirkt wie ein Schutzschild gegen die potenziell schädlichen Auswirkungen des Sonnenwinds. Wenn die Erde viel näher an der Sonne wäre und dem Ansturm von Partikeln ausgesetzt wäre, wie sie der TRAPPIST-1-Stern liefert, würde unser Planetenschild ziemlich schnell versagen. “
Wie Sie sich vorstellen können, sind dies keine guten Nachrichten für diejenigen, die gehofft haben, dass das TRAPPIST-1-System den ersten Beweis für ein Leben jenseits unseres Sonnensystems liefert. Zwischen der Tatsache, dass seine Planeten einen Stern umkreisen, der unterschiedlich starke Strahlung aussendet, und der Nähe seiner sieben Planeten zum Stern selbst ist die Wahrscheinlichkeit, dass auf einem Planeten innerhalb seiner „bewohnbaren Zone“ Leben entsteht, nicht signifikant.
Die Ergebnisse der zweiten Studie sind vor dem Hintergrund anderer neuerer Studien von besonderer Bedeutung. In der Vergangenheit haben sich Prof. Loeb und ein Team der Universität von Chicago mit der Möglichkeit befasst, dass die sieben Planeten des TRAPPIST-1-Systems - die relativ nahe beieinander liegen - für Lithopanspermie gut geeignet sind. Kurz gesagt, sie stellten fest, dass Bakterien aufgrund ihrer Nähe zueinander über Asteroiden von einem Planeten auf den nächsten übertragen werden können.
Wenn die Nähe dieser Planeten jedoch auch bedeutet, dass es unwahrscheinlich ist, dass sie ihre Atmosphäre angesichts des Sternwinds behalten, kann die Wahrscheinlichkeit einer Lithopanspermie ein strittiger Punkt sein. Bevor jedoch jemand denkt, dass dies eine schlechte Nachricht für die Jagd nach dem Leben ist, ist es wichtig zu beachten, dass diese Studie die Möglichkeit eines Lebens nicht ausschließt alle Rotzwergsternsysteme.
Wie Dr. Jeremy Drake - ein leitender Astrophysiker der CfA und einer der Mitautoren von Garraffo - angedeutet hat, bedeuten die Ergebnisse ihrer Studie einfach, dass wir bei der Suche nach dem Leben im Universum ein weites Netz werfen müssen. "Wir sagen definitiv nicht, dass die Menschen die Suche nach dem Leben um rote Zwergsterne aufgeben sollten", sagte er. "Aber unsere Arbeit und die Arbeit unserer Kollegen zeigen, dass wir auch so viele Sterne wie möglich anvisieren sollten, die eher der Sonne ähneln."
Und wie Dr. Loeb selbst in der Vergangenheit angedeutet hat, sind rote Zwergsterne immer noch der statistisch wahrscheinlichste Ort, um bewohnbare Welten zu finden:
„Wenn man die Bewohnbarkeit des Universums während der gesamten kosmischen Geschichte von der Geburt der ersten Sterne 30 Millionen Jahre nach dem Urknall bis zum Tod der letzten Sterne in 10 Billionen Jahren untersucht, gelangt man zu dem Schluss, dass es keine Bewohnbarkeit um Sterne mit geringer Masse gibt unterdrückt, ist es am wahrscheinlichsten, dass das Leben in der Nähe von roten Zwergsternen wie Proxima Centauri oder TRAPPIST-1 in Billionen von Jahren existiert. “
Wenn es eine Erkenntnis aus diesen Studien gibt, ist es so, dass die Existenz von Leben in einem Sternensystem nicht einfach Planeten erfordert, die in den zirkumstellaren bewohnbaren Zonen umkreisen. Die Natur der Sterne selbst und die Rolle des Sonnenwinds und der Magnetfelder müssen ebenfalls berücksichtigt werden, da sie den Unterschied zwischen einem lebenstragenden Planeten und einem sterilen Felsball bedeuten können!
