Paziņojums par septiņu planētu sistēmu ap zvaigzni TRAPPIST-1 šī gada sākumā izraisīja zinātnisku interesi. Šī bija ne tikai viena no lielākajām planētu partijām, kas tika atklāta ap vienu zvaigzni, bet arī tas, ka visas septiņas dabā tika izrādītas sauszemes (klinšainas), bija ļoti iepriecinošas. Vēl vairāk uzmundrinošs bija fakts, ka tika konstatēts, ka trīs no šīm planētām riņķo ap zvaigznes apdzīvojamo zonu.
Kopš tā laika astronomi ir centušies uzzināt visu iespējamo par šo planētu sistēmu. Neatkarīgi no tā, vai viņiem ir atmosfēra vai nē, astronomi vēlas uzzināt vairāk par to orbītām un virsmas apstākļiem. Pateicoties Vašingtonas Universitātes vadītās starptautiskās astronomu komandas centieniem, mums tagad ir precīzs priekšstats par to, kādi apstākļi varētu būt uz tās attālākās planētas - TRAPPIST-1h.
Saskaņā ar komandas pētījumu - “Septiņu planētu rezonējošā ķēde TRAPPIST-1”, kas nesen tika publicēts žurnālā Dabas astronomija - viņi izmantoja Keplera misijas datus, lai noteiktu planētas orbītas periodu. Konkrēti, viņi izmantoja datus, kas iegūti K2 misijas 12. kampaņā, kas ir 79 dienu novērošanas periods no 2016. gada 15. decembra līdz 2017. gada 4. martam.
Vašingtonas universitātes doktoranta Rodrigo Lugera vadībā komanda jau bija informēta par modeli sistēmas sešu iekšējo planētu orbītā. Tas balstījās uz iepriekšējiem Spicera kosmiskā teleskopa sniegtajiem datiem, kas norādīja, ka šīm planētām ir orbitāla rezonanse - t.i., to attiecīgie orbītas periodi ir matemātiski saistīti un ietekmē viens otru.
Pēc šiem datiem komanda jau bija aprēķinājusi, ka TRAPPIST-1h orbitālais periods būs nedaudz mazāks par 19 dienām. Iepazīstoties ar K2 datiem, viņi pamanīja, ka 79 dienu novērošanas periodā TRAPPIST-1h veica četras zvaigznes tranzītu - tas orbitālajā periodā bija 18,77 dienas. Citiem vārdiem sakot, grupa atklāja, ka viņu novērojumi saskan ar viņu aprēķiniem.
Šis atradums bija apsveicams atvieglojums Lugeram un viņa kolēģiem. Kā viņš paziņoja UW paziņojumā presei:
“TRAPPIST-1h bija tieši tur, kur mūsu komanda to paredzēja. Tas mani kādu laiku uztrauca, ka mēs redzam to, ko mēs vēlamies redzēt. Šajā jomā lietas gandrīz nekad nav tieši tādas, kā jūs sagaidāt - parasti ir pārsteigumi ap katru stūri, bet teorija un novērojums šajā gadījumā lieliski saskanēja. ”
Šīs rezonanses atklāšana nozīmē, ka TRAPPIST-1 ir uzstādījis citu rekordu. Iesācējiem tas jau ir slavens ar to, ka tā ir viena no tikai divu zvaigžņu sistēmām, kurā atrodas septiņas papildu saules planētas - otra ir HR 8832 zvaigžņu sistēma, galvenā sekvences K3V tipa mainīgā zvaigzne, kas atrodas 21 gaismas gadu attālumā. Otrkārt, tai ir visvairāk apstiprinātās zemes planētas, kas līdz šim atklātas vienas zvaigžņu sistēmā.
Bet, ņemot vērā šos jaunākos datus, tagad TRAPPIST-1 ir arī rekords, kurā ir visvairāk planētu arī orbītas rezonansē. Iepriekšējie vietu turētāji bija Kepler-80 un Kepler-223, kuriem abiem ir četras planētas ar orbītas rezonansi. Pēc Lugera teiktā, šī rezonanse, iespējams, tika izveidota, kad sistēma TRAPPIST-1 vēl bija jauna un planētas joprojām bija veidošanās procesā. Kā skaidroja Lugers:
“Rezonējošā struktūra nav nejaušība, un norāda uz interesantu dinamisku vēsturi, kurā planētas, iespējams, migrēja uz iekšu bloķēšanas solī. Tas padara sistēmu par lielisku paraugu planētu veidošanās un migrācijas teorijām. Tāpēc mēs varētu aplūkot planētu, kas kādreiz bija apdzīvojama un kopš tā laika ir sasalusi, ko ir pārsteidzoši pārdomāt un kas ir lieliska turpmākajiem pētījumiem. ”
Iespēja, ka planētas savu pašreizējo orbitālo deju panāca agrīnā sistēmas vēsturē, varētu nozīmēt arī to, ka TRAPPIST-1h kādreiz bija apdzīvojama. Kamēr trīs planētas riņķo ar zvaigznes apdzīvojamo zonu (TRAPPIST-1 d, e un f), TRAPPIST-1h riņķo ap zvaigzni aptuveni 10 miljonu km attālumā (6 miljoni jūdzes), kas to novieto tālu ārpus zvaigznes apdzīvojamā zona.
Faktiski šajā attālumā TRAPPIST-1h no Saules saņem apmēram tikpat daudz enerģijas kā pundurplanēta Ceres (atrodas mūsu Saules sistēmā galvenajā asteroīda joslā, starp Marsu un Jupiteru), kā rezultātā vidējā virsmas temperatūra ir 173 K (-100 ° C; -148 ° F). Bet agrāk, kad tās zvaigzne bija spožāka un karstāka, planēta, iespējams, bija saņēmusi pietiekami daudz enerģijas, lai tās virsma būtu bijusi pietiekami silta, lai atbalstītu šķidru ūdeni.
"Tāpēc mēs varētu aplūkot planētu, kas kādreiz bija apdzīvojama un kopš tā laika ir sasalusi, ko ir pārsteidzoši pārdomāt un kas ir lieliska turpmākajiem pētījumiem," sacīja Lugers. TRAPPIST-1 ir arī galvenais kandidāts papildu pētījumiem, ņemot vērā tā tuvumu. Šī zvaigzne, kas atrodas tikai 39,5 gaismas gadu attālumā no Zemes, un tās planētu sistēma piedāvā dažas ārkārtas iespējas eksoplanētu un M tipa zvaigžņu apmešanās spēju izpētei.
Turklāt šis pētījums arī parādīja, ka, neskatoties uz divu reakcijas riteņu neveiksmēm, Keplera misija joprojām ir ārkārtīgi noderīga, runājot par eksoplanetu izpēti. Neskatoties uz to, ka pastāvīga acu uzraudzīšana sistēmā TRAPPIST-1 radīja instrumentālus izaicinājumus, Kepleram joprojām izdevās iegūt ticamu informāciju, kas atbilda komandas aprēķiniem.
Papildus TRAPPIST-1h orbitāla perioda noteikšanai, komanda izmantoja K2 datus, lai sīkāk raksturotu pārējo sešu planētu orbītas, izslēgtu iespēju, ka sistēmā būtu vairāk planētu, un uzzinātu vairāk par pašu zvaigzni (piemēram, tās rotāciju). periods un aktivitātes līmenis). Šī informācija būs būtiska arī, nosakot, vai kāda no planētām, kas atrodas zvaigznes apdzīvojamā zonā, tiešām varētu būt apdzīvojama.
TRAPPIST-1 sistēmas atklāšana bija notikums, kas tika izveidots daudzus gadus. Bet jaunu atklājumu atklāšanas temps ir bijis ļoti iespaidīgs. Nākamajos gados, izvietojot nākamās paaudzes planētu medniekus - piemēram, Džeimsa Veba teleskopu un Transitējošo eksoplanētu apsekošanas satelītu (TESS) -, mēs varēsim padziļināties un iemācīties vēl vairāk.
Un noteikti izbaudiet šo video par TRAPPIST-1 orbītas rezonansi, pateicoties Čikāgas universitātes profesora docenta Daniela Fabričija pieklājībai:
