Aikaisemmin tänä vuonna julkaistu ilmoitus seitsemän planeetan järjestelmästä tähden TRAPPIST-1 ympärillä käynnisti tieteellisen kiinnostuksen. Paitsi, että tämä oli yksi suurimmista planeettaeristä, joka löydettiin yhden tähden ympärille, se, että kaikkien seitsemän osoitettiin olevan luonnossa maanpäällinen (kivinen), oli erittäin rohkaiseva. Vielä rohkaisevampaa oli se tosiasia, että kolmen näistä planeetoista havaittiin kiertävän tähden asuttavan alueen kanssa.
Siitä lähtien tähtitieteilijät ovat pyrkineet oppimaan kaikkensa tästä planeettajärjestelmästä. Sen lisäksi, onko heillä ilmakehää vai ei, tähtitieteilijät etsivät myös lisätietoja kiertoradaltaan ja pintaolosuhteistaan. Washingtonin yliopiston johtaman kansainvälisen tähtitieteilijäryhmän ponnistelujen avulla meillä on nyt tarkka käsitys siitä, mitkä olosuhteet voivat olla sen syrjäisimmällä planeetalla - TRAPPIST-1h.
Ryhmän tutkimuksen mukaan - "Seitsemän planeetan resonoiva ketju TRAPPIST-1: ssä", joka julkaistiin äskettäin lehdessä Luonnon tähtitiede - he luottivat Kepler-operaation tietoihin planeetan kiertoradan määrittämiseksi. Erityisesti he tutkivat tietoja, jotka on saatu K2-operaation kampanjan 12 aikana, joka on 79 päivän seurantajakso 15. joulukuuta 2016 - 4. maaliskuuta 2017.
Washingtonin yliopiston jatko-opiskelijan Rodrigo Lugerin johdolla ryhmä oli jo tietoinen järjestelmän kuuden sisäisen planeetan kiertoradasta. Tämä perustui Spitzer-avaruusteleskoopin aikaisempiin tietoihin, jotka osoittivat, että nämä planeetat ovat kiertoradalla - ts. Niiden vastaavat kiertoradat ovat matemaattisesti yhteydessä toisiinsa ja vaikuttavat toisiinsa.
Näiden tietojen perusteella joukkue oli jo laskenut, että TRAPPIST-1h: n kiertorata olisi vain alle 19 päivää. Tutkittuaan K2-tietoja, he huomasivat, että 79 vuorokauden tarkkailujakson aikana TRAPPIST-1h suoritti tähden neljä kauttakulkua - joka toteutettiin kiertoradalla 18,77 päivää. Toisin sanoen ryhmä havaitsi havaintojensa olevan yhdenmukaisia laskelmiensa kanssa.
Tämä havainto oli tervetullut helpotus Lugerille ja hänen kollegoilleen. Kuten hän totesi UW: n lehdistötiedotteessa:
”TRAPPIST-1h oli tarkalleen missä joukkueemme ennusti sen olevan. Se sai minut huolestumaan hetkeksi siitä, että näimme mitä haluamme nähdä. Asiat eivät melkein koskaan ole täsmälleen niin kuin odotat tällä alalla - joka kulman takana on yleensä yllätyksiä, mutta teoria ja havainto vastasivat tässä tapauksessa täydellisesti. ”
Tämän resonanssin löytäminen tarkoittaa, että TRAPPIST-1 on asettanut uuden ennätyksen. Ensinnäkin se tunnetaan jo yhdestä vain kahdesta tähtijärjestelmästä seitsemän auringon ulkopuolella olevan planeetan ylläpitämiseksi - toinen on HR 8832-tähtijärjestelmä, pääjärjestysten mukainen K3V-tyyppinen muuttuva tähti, joka sijaitsee 21 valovuoden päässä. Toiseksi sillä on tähän mennessä vahvimmat maanpäälliset planeetat, jotka on löydetty yhden tähden järjestelmästä.
Mutta tämän uusimman tiedon avulla TRAPPIST-1 on nyt ennätys siitä, että sillä on eniten planeettoja myös kiertoradalla. Aikaisemmat paikan haltijat olivat Kepler-80 ja Kepler-223, joilla molemmilla on neljä planeettaa kiertoradalla. Lugerin mukaan tämä resonanssi todettiin todennäköisesti, kun TRAPPIST-1-järjestelmä oli vielä nuori ja planeetat olivat vielä muodostumisprosessissa. Kuten Luger selitti:
”Resonanssirakenne ei ole sattumaa, ja viittaa mielenkiintoiseen dynaamiseen historiaan, jossa planeetat muuttivat todennäköisesti sisäänpäin lukitusvaiheessa. Tämä tekee järjestelmästä loistavan koepaikan planeettojen muodostumis- ja muuttoteorioita varten. Voisimme siis tarkastella planeettaa, joka oli kerran asuttava ja joka on sittemmin jäätynyt, mikä on hämmästyttävä miettiä ja upea jatkotutkimuksiin. ”
Mahdollisuus, että planeetat saavuttivat nykyisen kiertoradansa varhaisessa vaiheessa järjestelmän historiaa, voisi myös tarkoittaa, että TRAPPIST-1h oli kerran asuttava. Vaikka kolme planeettaa kiertää tähtiä asuttavalla vyöhykkeellä (TRAPPIST-1 d, e ja f), TRAPPIST-1h kiertää tähtiä noin 10 miljoonan kilometrin etäisyydellä, mikä sijoittaa sen kaukana tähden asuttava alue.
Itse asiassa tällä etäisyydellä TRAPPIST-1h saa noin yhtä paljon energiaa auringosta kuin kääpiöplaneetta Ceres (joka sijaitsee aurinkokunnassamme pääasteroidivyöllä, Marsin ja Jupiterin välissä), mikä johtaa keskimääräiseen pintalämpötilaan 173 K (-100 ° C; -148 ° F). Mutta aiemmin, kun sen tähti oli kirkkaampi ja kuumempi, planeetta oli saattanut vastaanottaa tarpeeksi energiaa, että sen pinta olisi ollut tarpeeksi lämmin tukemaan nestemäistä vettä.
"Voisimme siis tarkastella planeettaa, joka oli kerran asuttava ja joka on sittemmin jäätynyt, mikä on hämmästyttävää miettiä ja upea jatkotutkimuksille", sanoi Luger. TRAPPIST-1 on myös tärkein ehdokas jatkotutkimuksille sen läheisyyden vuoksi. Vain 39,5 valovuoden päässä maapallosta sijaitseva tähti ja sen planeettajärjestelmä tarjoavat joitain poikkeuksellisia mahdollisuuksia tutkia eksoplaneettoja ja M-tyypin tähtiä käytettävyyttä.
Tämän lisäksi tämä tutkimus osoitti myös, että huolimatta kahden reaktiopyörän epäonnistumisesta, Kepler-tehtävä on edelleen erittäin hyödyllinen exoplaneettojen tutkimisessa. Huolimatta siitä, että pysyvä silmä TRAPPIST-1-järjestelmässä aiheutti merkittäviä haasteita, Kepler onnistui silti tuottamaan luotettavaa tietoa, joka oli johdonmukainen ryhmän laskelmien kanssa.
TRAPPIST-1h: n kiertoradan määrittämisen lisäksi ryhmä käytti K2-tietoja kauden muiden planeettojen kiertoratojen karakterisoimiseksi, sulki pois mahdollisuuden, että järjestelmässä on enemmän planeettoja ja oppii lisää itsestäsi (kuten sen kierto) ajanjakso ja toiminnan taso). Nämä tiedot ovat myös ratkaisevia määritettäessä, voisiko jokin tähden asumisvyöhykkeellä sijaitsevista planeetoista todella asua.
TRAPPIST-1: n järjestelmän löytäminen oli tapahtuma, jonka valmistuminen oli monta vuotta. Mutta nopeus, jolla uusia löytöjä on tapahtunut, on ollut erittäin vaikuttava. Lähivuosina, kun käyttöön on otettu seuraavan sukupolven planeettametsästäjiä - kuten James Webbin teleskooppi ja TESS (Exiting Planet Survey Satellite) (Transiting Exoplanet Survey Satellite) - pystymme kaivaamaan syvemmälle ja oppimaan vielä enemmän.
Ja muista nauttia tästä videosta TRAPPIST-1: n kiertoradalta, Chicagon yliopiston apulaisprofessorin Daniel Fabrycky kohteliaisuudesta:
