En dat heeft implicaties voor de leefbaarheid van de zeven aardachtige planeten die om de ster cirkelen.

Eerder dit jaar kondigden onderzoekers een bijzondere ontdekking aan. De ster TRAPPIST-1 bleek maar liefst zeven planeten te bezitten die ongeveer net zo groot waren als de aarde. En drie van de zeven planeten bevinden zich in de leefbare zone.

De omloopbanen van de zeven planeten in vergelijking met de omloopbanen van de vier grote manen van Jupiter. De omloopbaan van Mercurius is nog zes keer verder van de zon verwijderd dan TRAPPIST-1h (de buitenste planeet) van TRAPPIST-1 verwijderd is. Afbeelding: ESO / O. Furtak.

Leeftijd
Maar is er ook daadwerkelijk leven mogelijk op de planeten rond TRAPPIST-1? Dat zijn onderzoekers momenteel druk aan het uitzoeken. En één van de factoren waarmee we dan onder meer rekening moeten houden, is de leeftijd van de moederster. En het is wetenschappers nu gelukt om de leeftijd van TRAPPIST-1 vrij nauwkeurig te bepalen. De ster blijkt verrassend oud te zijn. Nieuw onderzoek wijst uit dat TRAPPIST-1 tussen de 5,4 en 9,8 miljard jaar oud is. Daarmee is deze aanzienlijk ouder dan ons zonnestelsel dat zo’n 4,5 miljard jaar oud is.

Snelheid
De onderzoekers hebben de leeftijd van TRAPPIST-1 vastgesteld door te kijken naar de snelheid waarmee deze rond de Melkweg beweegt (snellere sterren zijn doorgaans ouder), de samenstelling van de atmosfeer van TRAPPIST-1 en het aantal zonnevlammen dat deze produceert. En alles wijst er dus op dat de ster ouder is dan onze zon. De bevindingen hebben ook implicaties voor de planeten rond TRAPPIST-1. “Het betekent dat de planeten wel samen geëvolueerd moeten zijn, want anders zou het systeem allang uit elkaar zijn gevallen,” stelt onderzoeker Adam Burgasser.

Geen atmosfeer
Maar wat betekent dat voor de leefbaarheid? Dat is op dit moment lastig vast te stellen. Het goede nieuws is dat oudere sterren wat minder actief zijn en minder zonnevlammen produceren (en onderzoek wijst ook inderdaad uit dat TRAPPIST-1 relatief – in vergelijking met andere ultrakoele sterren – rustig is). Aan de andere kant betekent het ook dat de planeten rond TRAPPIST-1 (die heel dicht bij hun moederster staan) al miljarden jaren aan heftige straling van de ster zijn blootgesteld en mogelijk zo hun atmosferen en grote hoeveelheden water zijn kwijtgeraakt. Sterker nog: als alle planeten rond TRAPPIST-1 in beginsel net zoveel water hebben bezeten als in een aardse oceaan te vinden is, dan zou deze oceaan met het oog op de hoge leeftijd van het systeem nu waarschijnlijk op alle planeten – met uitzondering van de buitenste exemplaren, TRAPPIST-1g en -1h – compleet zijn verdampt.

Of een heel dikke atmosfeer?
Dus de meeste TRAPPIST-1-planeten hebben geen atmosfeer, noch water? Dat lijkt aannemelijk, maar helemaal zeker weten de onderzoekers het niet. Ze wijzen erop dat de dichtheid van de TRAPPIST-1-planeten lager ligt dan die van de aarde. Het is dan ook goed mogelijk dat grote hoeveelheden vluchtige moleculen – zoals water – dikke atmosferen rond de planeten hebben gevormd. En die dikke atmosferen kunnen het oppervlak van de planeten beschermd hebben tegen de schadelijke straling. Tegelijkertijd kunnen dergelijke atmosferen de warmte die de planeten aan hun permanente dagzijde ontvangen, helpen verplaatsen naar de altijd in duisternis gehulde zijde van de planeten. Maar zo’n dikke atmosfeer kan uiteindelijk ook weer nadeling zijn door ervoor te zorgen dat een planeet oververhit raakt – iets wat bijvoorbeeld het compleet onleefbare Venus is overkomen. “Als er leven is op deze planeten, zou ik speculeren dat het doorgewinterd leven is, omdat het zoveel potentieel verschrikkelijke scenario’s voor een periode van miljarden jaren heeft moet zien te overleven,” stelt Burgasser.

De zon vergeleken met TRAPPIST-1. Afbeelding: ESO.

Lang leven
Mocht er leven zijn rond TRAPPIST-1 dan is het goede nieuws dat de oude TRAPPIST-1 nog lang niet het einde van zijn leven nadert. De ster zal namelijk lang meegaan. Veel langer dan de zon die naar verwachting maar zo’n 10 miljard jaar meegaat. “Zwaardere sterren zoals de zon verbranden hun brandstof veel sneller en worden over een periode van miljoenen jaren helderder om vervolgens te exploderen,” stelt onderzoeker Eric Mamajek. “Maar TRAPPIST-1 is als een traag brandende kaars die 900 keer langer zal schijnen dan de huidige leeftijd van het universum.”

Hamvraag blijft – met het oog op de leefbaarheid van de TRAPPIST-planeten – dus ook na dit onderzoek: hebben de planeten rond TRAPPIST-1 nu een atmosfeer of niet? Toekomstige observaties met ruimtetelescoop Hubble en later ook met de James Webb-telescoop moeten daar meer duidelijkheid over geven. Deze nieuwe resultaten bieden een nuttige context voor toekomstige observaties van de TRAPPIST-1-planeten die meer inzicht kunnen geven in hoe planetaire atmosferen tot stand komen, evolueren en standhouden of niet,” stelt onderzoeker Tiffany Kataria, niet betrokken bij het onderzoek.