En konstnärs uppfattning av planetsystemet TRAPPIST-1 baserat på tillgängliga data om planeternas diametrar, massor och avstånd från värdstjärnan. Nya simuleringar visar att planeterna sannolikt utsätts för ett kraftigt bombardemang av laddade partiklar från stjärnvindar och stötar. Kredit:NASA/JPL-Caltech
TRAPPIST-1 är ett system av sju jordstora världar som kretsar kring en ultrasval dvärgstjärna cirka 120 ljusår bort. Stjärnan, och därav dess system av planeter, tros vara mellan fem till tio miljarder år gammal, upp till dubbelt så gammal som vårt eget solsystem. För forskare som söker bevis för liv någon annanstans, den avancerade åldern ger mer tid för kemi och evolution att fungera än vad jorden hade. Å andra sidan, planeterna är alla nära stjärnan (i själva verket är de förmodligen tidvattenlåsta till stjärnan med ena sidan alltid vänd mot den), och följaktligen skulle ha sugit upp ytterligare miljarder år av högenergistrålning från stjärnans vindar, negativt påverkar alla atmosfärer de är värda för.
I en ny tidning i Astrofysisk tidskrift , CfA-astronomerna Federico Fraschetti, Jeremy Drake, Julian Alvardo-Gomez, Sofia Moschou, och Cecilia Garraffo och en kollega genomför teoretiska simuleringar av effekterna av högenergiprotoner från en stjärnvind på närliggande exoplaneter. Dessa partiklar produceras av stjärnflammor eller av stötvågor som drivs av magnetiska händelser i stjärnkoronan. Mätningar av solutbrott ger forskarna en grund för sina simuleringar.
Astronomerna beräknar den första realistiska simuleringen av utbredningen av energiska partiklar genom den turbulenta magnetfältsmiljön hos en M dvärgstjärna och dess vind, och de skräddarsydda detaljerna till TRAPPIST-1-systemet. De upptäcker att partiklar är fångade i stjärnans magnetfält och riktas in i två polära strömmar fokuserade på planeternas omloppsplan – oberoende av många av detaljerna. Forskarna drar slutsatsen att den innersta förmodade beboeliga planeten i systemet, TRAPPIST-1e, bombarderas av ett protonflöde som är upp till en miljon gånger större än det som upplevs av dagens jord. Ändå, det är många variabler som spelar in, till exempel vinkeln mellan magnetfältet och stjärnans rotationsaxel, och följaktligen kvarstår en stor osäkerhet i hur dessa effekter faktiskt visar sig i enskilda situationer.