Siedem planet wielkości Ziemi i wszystkie krążą wokół jednej gwiazdy! Tego niezwykłego odkrycia dokonano za pomocą Kosmicznego Teleskopu Spitzera (SST). Tym samym ustalono nowy rekord w ilości planet w jednym systemie, które znajdują się w strefie umożliwiającej rozwinięcie się życia. Na wszystkich siedmiu obiektach może występować woda w stanie ciekłym pod warunkiem, że panują na nich odpowiednie warunki atmosferyczne. Jednak największe szanse na rozwój życia pozaziemskiego mają tylko trzy planety – e, f, g. Według Thomasa Zurbuchena jest to ważny element układanki, który może nas zbliżyć do odpowiedzi czy jesteśmy sami we Wszechświecie.

Egzoplanety odkryte przez Spitzera orbitują wokół gwiazdy karłowatej TRAPPIST-1 w gwiazdozbiorze Wodnika w odległości 40 lat świetlnych od Ziemi. Gwiazda ta jest dużo mniejsza i zimniejsza (ok. 2270oC) od Słońca, dlatego też orbity planet jak i ekosfera znajdują się dużo bliżej niż jest to w naszym układzie słonecznym. Wszystkie planety TRAPPIST-1 można zmieścić wewnątrz orbity Merkurego. Znajdują się one bardzo blisko siebie. Istnieje też możliwość, że podczas obiegu wokół swojej gwiazdy, są cały czas zwrócone w jej kierunku jedną stroną, co miałoby wpływ na pogodę panującą na ich powierzchni czyniąc ją zupełnie inną niż na Ziemi.

Orbity egzoplanet w układzie TRAPPIST-1 są większe od orbit księżyców Jowisza, ale w porównaniu do orbity Merkurego - bardzo małe.ESO

Orbity egzoplanet w układzie TRAPPIST-1 są większe od orbit księżyców Jowisza, ale w porównaniu do orbity Merkurego – bardzo małe.

Odkrycie trzech z nich zostało ogłoszone w maju ubiegłego roku. SST, któremu asystował sprzęt naziemny m.in. Very Large Telescope należący do Europejskiego Obserwatorium Południowego, potwierdził istnienie tylko dwóch, odkrywając przy tym pięć innych egzoplanet. Mając do dyspozycji dane, zebrane w tym czasie, naukowcy mogli już oszacować gęstość i masę sześciu z nich. Można też z dużym prawdopodobieństwem stwierdzić, że planety są skaliste. Kolejne obserwacje mogą pomóc przy ustaleniu nie tylko czy są bogate w wodę, ale również czy znajduje się ona na powierzchni.

Jedyną planetą w tym układzie, której charakterystyki nie sporządzono, jest TRAPPIST-1h. Znajduje się ona na obrzeżach układu, więc astronomowie uważają, że może być pokryta lodem. Jednak, aby to potwierdzić potrzebne są dalsze obserwacje. Z drugiej strony, jeśli ma wystarczająco grubą atmosferę bogatą w tlen i indukuje ciepło wewnątrz, to mogą być to wystarczające warunki aby woda wystąpiła w postaci ciekłej.

Wykres pokazuje jak zmienia się jasność gwiazdy TRAPPIST-1 podczas tranzytu każdej planety.ESO

Wykres pokazuje jak zmienia się jasność gwiazdy TRAPPIST-1 podczas tranzytu każdej planety.

„To są najbardziej ekscytujące wyniki jakie widziałem podczas 14-letniej misji Spitzera” powiedział Sean Carey – menedżer Centrum Naukowego Spitzera. Obserwacje były prowadzone właśnie przez ten teleskop, ponieważ gwiazda TRAPPIST-1 najjaśniej świeci w podczerwieni – zakresie widocznym dla SST. Na jesień 2016r. karzeł był obserwowany niemal bez przerwy przez 500 godzin (niecałe 21 dni). Dzięki odpowiedniemu ustawieniu teleskopu na orbicie, był w stanie zarejestrować odpowiednią ilość tranzytów, by przedstawić złożoną architekturę tego układu planetarnego. Okazuje się, że na pewno sześć wewnętrznych planet znajduje się w rezonansie orbitalnym, czyli okres obiegu jednej egzoplanety jest wielokrotnością okresu obiegu innej. Świadczy to o tym, że planety powstały w dużo większej odległości od TRAPPIST-1, niż się obecnie znajdują.

Porównanie Słońca i gwiazdy karłowatej TRAPPIST-1ESO

Porównanie Słońca i gwiazdy karłowatej TRAPPIST-1

Dodatkowe badania układu prowadzone są za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Jego celem jest wykrycie atmosfer planet bogatych w tlen. Przeprowadzone już obserwacje 1b oraz 1c nie przyniosły oczekiwanego rezultatu. Na systemie TRAPPIST-1 również skupiony jest teleskop Keplera. Jednak na jego wyniki trzeba poczekać do marca.

W przyszłości wiele może dać bardzo czuły teleskop Jamesa Webba, który zostanie uruchomiony w 2018r. Webb będzie w stanie wykryć ślady chemiczne wody, metanu, tlenu, ozonu i innych składników atmosfery. Będzie też analizował temperaturę i ciśnienie na powierzchni egzoplanet – dwa kluczowe elementy potrzebne, aby życie mogło się na nich rozwinąć.

ESO

Wyniki badań zostały opublikowane w Nature.

Autor

Anna Wizerkaniuk
Anna Wizerkaniuk

Zastępca redaktor naczelnej portalu astronomicznego AstroNET, związana z Klubem Astronomicznym "Almukantarat"