Om vi ​​vill veta mer om huruvida livet kan överleva på en planet utanför vårt solsystem, Det är viktigt att veta åldern på sin stjärna. Unga stjärnor har frekventa utsläpp av högenergistrålning som kallas flares som kan zappa deras planets ytor. Om planeterna är nybildade, deras banor kan också vara instabila. Å andra sidan, planeter som kretsar kring äldre stjärnor har överlevt flödet av ungdomliga bloss, men har också utsatts för härjningar av stjärnstrålning under en längre tid.

Forskare har nu en bra uppskattning för åldern på ett av de mest spännande planetsystem som hittills hittats-TRAPPIST-1, ett system med sju världsstorlekar som kretsar kring en ultrakyld dvärgstjärna cirka 40 ljusår bort. Forskare säger i en ny studie att TRAPPIST-1-stjärnan är ganska gammal:mellan 5,4 och 9,8 miljarder år. Detta är upp till dubbelt så gammalt som vårt eget solsystem, som bildades för cirka 4,5 miljarder år sedan.

TRAPPIST-1:s sju underverk avslöjades tidigare i år på en NASA-presskonferens, med hjälp av en kombination av resultat från Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST) i Chile, NASA:s rymdteleskop Spitzer, och andra markbaserade teleskop. Tre av TRAPPIST-1-planeterna bor i stjärnans "beboeliga zon, "orbitalavståndet där en stenig planet med en atmosfär kan ha flytande vatten på ytan. Alla sju planeter är sannolikt tidally låsta till sin stjärna, var och en med en evig dag och natt.

Vid tidpunkten för upptäckten, forskare trodde att TRAPPIST-1-systemet måste vara minst 500 miljoner år gammalt, eftersom det tar stjärnor av TRAPPIST-1:s låga massa (ungefär 8 procent av solens) ungefär så lång tid att dra ihop sig till sin minsta storlek, bara lite större än planeten Jupiter. Dock, även denna lägre åldersgräns var osäker; i teorin, stjärnan kan vara nästan lika gammal som universum själv. Är banorna i detta kompakta planetsystem stabila? Kan livet ha tillräckligt med tid att utvecklas på någon av dessa världar?

"Våra resultat hjälper verkligen att begränsa utvecklingen av TRAPPIST-1-systemet, eftersom systemet måste ha bestått i miljarder år. Det betyder att planeterna måste utvecklas tillsammans, annars hade systemet gått sönder för länge sedan, "sa Adam Burgasser, en astronom vid University of California, San Diego, och tidningens första författare. Burgasser samarbetade med Eric Mamajek, biträdande programvetare för NASA:s Exoplanet Exploration Program baserat på NASAs Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornien, för att beräkna TRAPPIST-1:s ålder. Deras resultat kommer att publiceras i Astrofysisk tidskrift .

Det är oklart vad denna äldre ålder betyder för planeternas beboelse. Å ena sidan, äldre stjärnor blossar mindre än yngre stjärnor, och Burgasser och Mamajek bekräftade att TRAPPIST-1 är relativt tyst jämfört med andra ultrakylda dvärgstjärnor. Å andra sidan, eftersom planeterna är så nära stjärnan, de har sugit upp miljarder år av högenergistrålning, som kunde ha kokat av atmosfärer och stora mängder vatten. Faktiskt, motsvarigheten till ett jordhav kan ha avdunstat från varje TRAPPIST-1-planet förutom de två mest avlägsna från värdstjärnan:planeterna g och h. I vårt eget solsystem, Mars är ett exempel på en planet som förmodligen hade flytande vatten på ytan tidigare, men förlorade det mesta av sitt vatten och sin atmosfär till solens högenergistrålning under miljarder år.

Dock, ålderdom betyder inte nödvändigtvis att en planets atmosfär har urholkats. Med tanke på att TRAPPIST-1-planeterna har lägre densiteter än jorden, det är möjligt att stora reservoarer av flyktiga molekyler som vatten kan producera tjocka atmosfärer som skulle skydda planetytorna från skadlig strålning. En tjock atmosfär kan också hjälpa omfördela värme till de mörka sidorna på dessa tidvattenlåsta planeter, ökad beboelig fastighet. Men detta kan också slå tillbaka i en "flyktig växthusprocess", där atmosfären blir så tjock att planetens yta överhettas - som på Venus.

"Om det finns liv på dessa planeter, Jag skulle spekulera i att det måste vara ett hårt liv, eftersom det måste kunna överleva några potentiellt hemska scenarier i miljarder år, "Sa Burgasser.

Lyckligtvis, lågmassestjärnor som TRAPPIST-1 har temperaturer och ljusstyrkor som förblir relativt konstanta över biljoner år, präglas av enstaka magnetiska blossande händelser. Livstiden för små stjärnor som TRAPPIST-1 förutspås vara mycket, mycket längre än universums 13,7 miljarder års ålder (solen, i jämförelse, har en förväntad livslängd på cirka 10 miljarder år).

"Stjärnor mycket mer massiva än solen förbrukar sitt bränsle snabbt, ljusnar över miljoner år och exploderar som supernovor, "Mamajek sa." Men TRAPPIST-1 är som ett långsamt brinnande ljus som kommer att lysa cirka 900 gånger längre än universums nuvarande ålder. "

Några av ledtrådarna Burgasser och Mamajek som används för att mäta TRAPPIST-1:s ålder inkluderade hur snabbt stjärnan rör sig i sin bana runt Vintergatan (snabbare stjärnor tenderar att vara äldre), dess atmosfärs kemiska sammansättning, och hur många bloss som TRAPPIST-1 hade under observationsperioder. Dessa variabler pekade alla på en stjärna som är väsentligt äldre än vår sol.

Framtida observationer med NASA:s rymdteleskop Hubble och kommande James Webb rymdteleskop kan avslöja om dessa planeter har atmosfärer, och om sådana atmosfärer är som jordens.

"Dessa nya resultat ger användbart sammanhang för framtida observationer av TRAPPIST-1-planeterna, som skulle kunna ge oss stor inblick i hur planetariska atmosfärer bildas och utvecklas, och fortsätter eller inte, "sa Tiffany Kataria, exoplanetforskare på JPL, som inte var inblandad i studien.

Framtida observationer med Spitzer kan hjälpa forskare att skärpa sina uppskattningar av TRAPPIST-1 planets densitet, som skulle informera deras förståelse av deras kompositioner.