Oznámenie systému siedmich planét okolo hviezdy TRAPPIST-1 začiatkom tohto roka vyvolalo nával vedeckého záujmu. Nielenže bola táto jedna z najväčších šarží planét objavená okolo jedinej hviezdy, skutočnosť, že všetkých sedem bolo ukázaných ako pozemská (skalnatá) príroda, bola veľmi povzbudivá. Ešte povzbudivejšia bola skutočnosť, že sa zistilo, že tri z týchto planét obiehajú okolo obývateľnej zóny hviezdy.
Odvtedy sa astronómovia snažia dozvedieť sa všetko o tomto systéme planét. Okrem toho, či majú alebo nemajú atmosféru, astronómovia sa tiež chcú dozvedieť viac o svojich dráhach a podmienkach povrchu. Vďaka úsiliu medzinárodného tímu astronómov vedeného univerzitou vo Washingtone máme teraz presnú predstavu o tom, aké podmienky by mohli byť na svojej najvzdialenejšej planéte - TRAPPIST-1h.
Podľa štúdie tímu - „Rezonančný reťazec siedmich planét v TRAPPIST-1“, ktorý bol nedávno uverejnený v časopise Astronómia prírody - pri určovaní orbitálneho obdobia planéty sa spoliehali na údaje z Keplerovej misie. Konkrétne konzultovali údaje získané počas kampane 12 misie K2, 79-dňového obdobia pozorovania, ktoré trvalo od 15. decembra 2016 do 4. marca 2017.
Tím vedený Rodrigom Lugerom, študentom univerzity vo Washingtone, si už bol vedomý vzoru na obežných dráhach šiestich vnútorných planét systému. Vychádzalo to z predchádzajúcich údajov poskytnutých Spitzerovým vesmírnym teleskopom, ktorý naznačoval, že tieto planéty sú v orbitálnej rezonancii - to znamená, že ich príslušné orbitálne periódy sú matematicky príbuzné a vzájomne sa ovplyvňujú.
Z týchto údajov tím už vypočítal, že TRAPPIST-1h bude mať obežnú dobu len menej ako 19 dní. Po nahliadnutí do údajov K2 si všimli, že počas 79-dňového obdobia pozorovania uskutočnil TRAPPIST-1h prechod hviezdy štyrmi, čo sa vypracovalo na obežnú dobu 18,77 dní. Inými slovami, tím zistil, že ich pozorovania boli v súlade s ich výpočtami.
Toto zistenie bolo pre Lugera a jeho kolegov vítanou úľavou. Ako uviedol v tlačovej správe UW:
„TRAPPIST-1h bolo presne tam, kde to náš tím predpovedal. Chvíľu ma to trápilo, že sme videli, čo sme chceli vidieť. Veci nie sú takmer nikdy také, ako v tejto oblasti očakávate - zvyčajne sú prekvapenia v každom rohu, ale v tomto prípade je teória a pozorovanie dokonale zladené. “
Objav tejto rezonancie znamená, že TRAPPIST-1 nastavil ďalší záznam. Pre začiatočníkov je už známe, že je jedným z iba dvoch hviezdnych systémov, v ktorých sa nachádza sedem extra solárnych planét - ďalšou je hviezdny systém HR 8832, premenlivá hviezda typu K3V s hlavnou sekvenciou, ktorá sa nachádza 21 svetelných rokov. Po druhé, má doteraz potvrdené terestriálne planéty, ktoré boli doteraz objavené v systéme s jednou hviezdou.
S týmito najnovšími údajmi však TRAPPIST-1 drží rekord v tom, že má tiež najviac planét v orbitálnej rezonancii. Predchádzajúcimi držiteľmi miest boli Kepler-80 a Kepler-223, ktoré mali štyri planéty v orbitálnej rezonancii. Podľa Lugera bola táto rezonancia pravdepodobne vytvorená, keď bol systém TRAPPIST-1 stále mladý a planéty boli stále v procese formovania. Ako vysvetlil Luger:
„Rezonančná štruktúra nie je náhoda a poukazuje na zaujímavú dynamickú históriu, v ktorej planéty pravdepodobne migrovali dovnútra v zamknutom kroku. Vďaka tomu je systém skvelým testovacím strediskom pre teóriu formovania planéty a migrácie. Mohli by sme sa preto pozerať na planétu, ktorá bola kedysi obývateľná a odvtedy zamrzla, čo je úžasné premýšľať a je skvelé pre následné štúdie. “
Možnosť, že planéty dosiahli svoj súčasný orbitálny tanec na začiatku histórie systému, by tiež mohla znamenať, že TRAPPIST-1h bol kedysi obývateľný. Zatiaľ čo tri planéty obiehajú s obývateľnou zónou hviezdy (TRAPPIST-1 d, e, af), TRAPPIST-1h obieha okolo hviezdy vo vzdialenosti asi 10 miliónov km (6 miliónov míľ), čo ju stavia ďaleko za dosah hviezdna obývateľná zóna.
V skutočnosti, v tejto vzdialenosti, TRAPPIST-1h dostane približne toľko energie od Slnka ako trpasličí planéta Ceres (umiestnená v našej slnečnej sústave v hlavnom asteroidnom páse, medzi Marsom a Jupiterom), čo vedie k priemernej povrchovej teplote 173 K (-100 ° C; -148 ° F). Ale v minulosti, keď bola jeho hviezda jasnejšia a teplejšia, mohla planéta dostať dosť energie, aby jej povrch bol dostatočne teplý na podporu tekutej vody.
"Mohli by sme sa preto pozerať na planétu, ktorá bola kedysi obývateľná a odvtedy zamrzla, čo je úžasné uvažovať a je skvelé pre následné štúdie," uviedol Luger. TRAPPIST-1 je vzhľadom na svoju blízkosť tiež hlavným kandidátom na následnú štúdiu. Nachádza sa len 39,5 svetelných rokov od Zeme, táto hviezda a jej systém planét predstavujú niekoľko mimoriadnych príležitostí na štúdium exoplanet a obývateľnosti hviezd typu M.
Okrem toho táto štúdia tiež ukázala, že napriek zlyhaniu dvoch reakčných kolies je Keplerova misia stále veľmi užitočná, pokiaľ ide o štúdium exoplanet. Napriek tomu, že dôsledné sledovanie systému TRAPPIST-1 predstavovalo inštrumentálne výzvy, Keplerovi sa stále darilo produkovať spoľahlivé informácie, ktoré boli v súlade s výpočtami tímu.
Okrem stanovenia orbitálnej periódy TRAPPIST-1h tím použil údaje K2 na ďalšiu charakterizáciu obežných dráh ďalších šiestich planét, na vylúčenie možnosti existencie väčšieho počtu planét v systéme a na zistenie viac o samotnej hviezde (napríklad jej rotácii) obdobie a úroveň činnosti). Tieto informácie budú tiež rozhodujúce pri určovaní, či by mohla byť vôbec obývateľná niektorá z planét nachádzajúcich sa v zóne obyvateľstva obývateľnej hviezdou.
Objavovanie systému TRAPPIST-1 bolo udalosťou, ktorá trvala mnoho rokov. Miera, v ktorej sa objavili nové objavy, bola však veľmi pôsobivá. V nasledujúcich rokoch sa vďaka nasadeniu lovcov planét budúcej generácie - ako je napríklad James Webb Telescope a Transitting Exoplanet Survey Satellite (TESS) - budeme môcť hlbšie kopať a dozvedieť sa ešte viac.
A určite si užite toto video orbitálnej rezonancie TRAPPIST-1, s láskavým dovolením asistenta profesora Daniela Fabryckého z University of Chicago:
