Siedem planet krążących wokół ultrazimnego karła Trapista-1 jest w większości skalistych, a niektóre z nich mogą mieć więcej wody niż Ziemia.
Najnowsze badanie opublikowane w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics, które koncentruje się na gęstości światów w układzie Trappist-1, wykazało jak dotąd najdokładniejsze wyniki. Stwierdzono więc, że niektóre planety są w 5% pokryte wodą - to 250 razy więcej niż woda na Ziemi.
„Wszystkie planety trapistów-1 są bardzo podobne do Ziemi: mają solidne jądro otoczone atmosferą” - mówi Simon Grimm, egzoplanetolog z Uniwersytetu Berneńskiego w liście do Space.com. „Trappist-1 to planeta najbardziej podobna do Ziemi pod względem masy, promienia i energii gwiazdy”.
Grimm i jego koledzy zainteresowali się systemem po jego odkryciu w 2016 roku i postanowili zbadać go metodą zmiany czasu przejścia (TTV). Obserwując niewielkie zmiany w okresach, w których planeta przechodziła przed gwiazdą z naszego punktu widzenia, metoda ta pozwala naukowcom na przeprowadzenie być może najdokładniejszych badań mas i gęstości planet.
„TTV jest obecnie jedyną metodą określania mas, a tym samym gęstości planet, takich jak układ Trappist-1” - mówi Grimm.
Naukowcy wykorzystali dane z teleskopu kosmicznego Spitzer i kilku statków kosmicznych z Europejskiego Obserwatorium Południowego w Chile, aby dokonać szczegółowych obserwacji, które pomogłyby w badaniu zmian orbit planet.
Wykres mas i promieni planet trapistów-1, Ziemi i Wenus. Krzywe przedstawiają wyidealizowane składy środowisk skalistych i bogatych w wodę (temperatura powierzchni ustalona na poziomie 200 K) / Uniwersytet w Bernie.
Gdyby planeta obracała się wyłącznie wokół swojej gwiazdy, byłaby wystawiona tylko na działanie grawitacyjne gwiazdy. Ale jeśli w systemie są dwa lub więcej światów, planety oddziałują grawitacyjnie, działając na siebie siłą odpowiadającą ich masom. Zmiany te zależą od mas planet, odległości i innych parametrów orbitalnych.
Film promocyjny:
Jednocześnie „przepełnione systemy”, takie jak Trappist-1, utrudniają określenie skutków działania poszczególnych planet, ponieważ każda z nich oddziałuje na sąsiadów. Planety tego układu łatwiej jest mierzyć bezpośrednio, ponieważ obracają się one synchronicznie. Siedem egzoplanet razem tworzy rezonansowy łańcuch, który łączy je wszystkie i sugeruje powolną, spokojną ewolucję.
„System Trappist-1 jest wyjątkowy, ponieważ wszystkie jego planety są w rezonansie” - wyjaśnia Grimm.
Naukowiec wykorzystał symulację, której wcześniej używał do obliczenia orbit planet i zaadaptował ją do analizy TTV. Korzystając z ponad 200 tranzytów, jego zespół przeprowadził symulację mas i gęstości planet, symulując ich orbity do momentu, gdy symulowane tranzyty dopasowały się do obserwacji.
Naukowcy odkryli, że gęstości planetarne wahają się od 0,6 do 1,0 Ziemi. Siedem z nich jest bogatych w wodę, a na niektórych zajmuje nawet 5% całkowitej masy. Dla porównania: woda stanowi zaledwie 0,02% masy Ziemi.
Najbliżej gwiazdy trapiści-1b ic - najprawdopodobniej mają skaliste rdzenie i są otoczeni gęstą atmosferą.
Trappist-1d to najlżejsza z siedmiu planet, o masie około 30% masy Ziemi. Jego niska masa może wynikać z rozszerzonej atmosfery, oceanu lub warstwy lodu.
Trapiści-1f, g i h są wystarczająco daleko od swojej gwiazdy, że woda na całej ich powierzchni jest całkowicie zamarznięta. Jest mało prawdopodobne, aby cienkie atmosfery były w stanie zawierać cięższe cząsteczki, takie jak Ziemia.
Ponadto istnieje Trappist-1e, który jest najbardziej podobny do Ziemi z grupy. Jest nieco gęstszy niż nasza planeta i najprawdopodobniej ma gęstszy żelazny rdzeń. Może również brakować gęstej atmosfery, oceanu lub pokrywy lodowej.
Naukowcy ostrzegli, że te wyniki nie mówią nic o zamieszkiwalności planety. Jednak praca może pomóc naukowcom lepiej zrozumieć warunki pracy w zatłoczonych systemach i określić, czy życie może istnieć na światach systemu Trappist-1.
Vladimir Guillen