Anunțul unui sistem de șapte planete în jurul stelei TRAPPIST-1 la începutul acestui an a declanșat o eroare de interes științific. Nu numai că aceasta a fost una dintre cele mai mari loturi de planete care a fost descoperită în jurul unei singure stele, faptul că toate cele șapte s-au dovedit a fi terestre (stâncoase) în natură a fost extrem de încurajatoare. Și mai încurajator a fost faptul că trei dintre aceste planete au orbitat cu zona locuibilă a stelei.
De atunci, astronomii au căutat să învețe tot ce pot despre acest sistem de planete. În afară de faptul că au sau nu atmosfere, astronomii caută să afle și mai multe despre orbitele și condițiile de suprafață ale acestora. Mulțumită eforturilor unei echipe internaționale de astronomi, condusă de Universitatea din Washington, avem acum o idee exactă despre ce condiții ar putea fi pe planeta sa cea mai exterioară - TRAPPIST-1h.
Conform studiului echipei - „Un lanț rezonant cu șapte planete în TRAPPIST-1”, care a fost publicat recent în jurnal Astronomia naturii - s-au bazat pe datele din misiunea Kepler pentru a determina perioada orbitală a planetei. Mai exact, ei au consultat datele obținute în cadrul Campaniei 12 a misiunii K2, o perioadă de observație de 79 de zile care a avut loc între 15 decembrie 2016 și 4 martie 2017.
Condusă de Rodrigo Luger, un student absolvent la Universitatea din Washington, echipa era deja conștientă de modelul de pe orbitele celor șase planete interioare ale sistemului. Aceasta s-a bazat pe datele anterioare furnizate de Telescopul spațial Spitzer, care a indicat că aceste planete sunt într-o rezonanță orbitală - adică perioadele lor orbitale respective sunt legate matematic și se influențează reciproc.
Din aceste date, echipa a calculat deja că TRAPPIST-1h va avea o perioadă orbitală de puțin mai puțin de 19 zile. Odată ce au consultat datele K2, au observat că în timpul perioadei de observare de 79 de zile, TRAPPIST-1h a făcut patru tranzite ale stelei - care au rezolvat o perioadă orbitală de 18,77 zile. Cu alte cuvinte, echipa a constatat că observațiile lor sunt în concordanță cu calculele lor.
Această constatare a fost o ușurare binevenită pentru Luger și colegii săi. După cum a declarat într-un comunicat de presă UW:
„TRAPPIST-1h a fost exact locul în care echipa noastră a prezis că va fi. Mă îngrijorase o vreme că vedem ce vrem să vedem. Lucrurile nu sunt aproape niciodată exact așa cum vă așteptați în acest domeniu - de obicei există surprize în fiecare colț, dar teoria și observația se potrivesc perfect în acest caz. "
Descoperirea acestei rezonanțe înseamnă că TRAPPIST-1 a stabilit un alt record. Pentru început, este deja cunoscut faptul că este unul dintre cele două sisteme stelare pentru a găzdui șapte planete extra-solare - cealaltă fiind sistemul de stele HR 8832, o stea variabilă de tip K3V cu secvență principală situată la 21 de ani lumină. În al doilea rând, are cele mai confirmate planete terestre care trebuie descoperite într-un singur sistem stelar până în prezent.
Dar, cu aceste date recente, TRAPPIST-1 deține acum recordul pentru a avea cele mai multe planete într-o rezonanță orbitală. Posesorii locației anterioare au fost Kepler-80 și Kepler-223, ambele având patru planete într-o rezonanță orbitală. Potrivit Luger, această rezonanță a fost probabil stabilită când sistemul TRAPPIST-1 era încă tânăr și planetele erau încă în proces de formare. După cum a explicat Luger:
„Structura rezonantă nu este o coincidență și indică o istorie dinamică interesantă în care planetele au migrat spre interior în pas de blocare. Acest lucru face ca sistemul să fie un testbed excelent pentru formarea planetei și teoriile migrației. Prin urmare, am putea privi o planetă care a fost odată locuibilă și de atunci s-a înghețat, ceea ce este uimitor de contemplat și excelent pentru studiile de urmărire. ”
Posibilitatea ca planetele să-și atingă dansul orbital actual din istoria sistemului ar putea însemna, de asemenea, că TRAPPIST-1h a fost odată locuibilă. În timp ce trei planete orbitează cu zona locuibilă a stelei (TRAPPIST-1 d, e și f), TRAPPIST-1h orbitează steaua la o distanță de aproximativ 10 milioane km (6 milioane mi), ceea ce o plasează mult dincolo de atingerea zona locuibilă a stelei.
De fapt, la această distanță, TRAPPIST-1h obține aproximativ la fel de multă energie de la Soare ca planeta pitică Ceres (situată în Sistemul nostru solar în Centura Asteroidului Principal, între Marte și Jupiter), ceea ce duce la o temperatură medie a suprafeței de 173 K (-100 ° C; -148 ° F). Dar în trecut, când steaua ei era mai luminoasă și mai caldă, planeta ar fi putut primi suficientă energie încât suprafața sa ar fi fost suficient de caldă pentru a susține apa lichidă.
„Prin urmare, am putea privi o planetă care a fost odată locuibilă și de atunci s-a înghețat, ceea ce este uimitor de contemplat și excelent pentru studiile de urmărire”, a spus Luger. TRAPPIST-1 este, de asemenea, un candidat principal pentru studiul de urmărire, având în vedere proximitatea sa. Situată la doar 39,5 ani lumină de Pământ, această stea și sistemul său de planete prezintă câteva oportunități excepționale pentru studiul exoplanetelor și a locuinței stelelor de tip M.
Dincolo de asta, acest studiu a demonstrat, de asemenea, că, în ciuda eșecului a două roți de reacție, misiunea Kepler este încă extrem de utilă când vine vorba de studiul exoplanetelor. În ciuda faptului că menținerea unui ochi constant asupra sistemului TRAPPIST-1 a prezentat provocări instrumentale, Kepler a reușit totuși să producă informații fiabile, care să fie în concordanță cu calculele echipei.
Pe lângă faptul că a determinat perioada orbitală a lui TRAPPIST-1h, echipa a folosit datele K2 pentru a caracteriza în continuare orbitele celorlalte șase planete, exclude posibilitatea existenței mai multor planete în sistem și să afle mai multe despre steaua în sine (cum ar fi rotația sa perioada și nivelul de activitate). Aceste informații vor fi, de asemenea, cruciale pentru a determina dacă oricare dintre planetele situate în zona locuibilă a stelei ar putea fi locuibilă sau nu.
Descoperirea sistemului TRAPPIST-1 a fost un eveniment care a fost mulți ani în devenire. Însă ritmul cu care au apărut noi descoperiri a fost foarte impresionant. În următorii ani, odată cu desfășurarea de vânători de planete de generație viitoare - cum ar fi Telescopul James Webb și Satelitul Transiting Exoplanet Survey (TESS) - vom putea săpa mai adânc și vom învăța și mai mult.
Și asigurați-vă că vă puteți bucura de acest videoclip cu rezonanța orbitală a TRAPPIST-1, prin amabilitatea profesorului asistent Daniel Fabrycky de la Universitatea din Chicago:
