Η ανακοίνωση ενός συστήματος επτά πλανητών γύρω από το αστέρι TRAPPIST-1 νωρίτερα αυτό το έτος ξεκίνησε μια αναταραχή επιστημονικού ενδιαφέροντος. Όχι μόνο ήταν μια από τις μεγαλύτερες παρτίδες πλανητών που ανακαλύφθηκαν γύρω από ένα μόνο αστέρι, το γεγονός ότι και οι επτά αποδείχθηκε ότι ήταν επίγειοι (βραχώδεις) στη φύση ήταν ιδιαίτερα ενθαρρυντικό. Ακόμα πιο ενθαρρυντικό ήταν το γεγονός ότι τρεις από αυτούς τους πλανήτες βρέθηκαν να βρίσκονται σε τροχιά με την κατοικήσιμη ζώνη του αστεριού.
Από τότε, οι αστρονόμοι επιδιώκουν να μάθουν ό, τι μπορούν για αυτό το σύστημα πλανητών. Εκτός από το εάν έχουν ή όχι ατμόσφαιρες, οι αστρονόμοι προσπαθούν επίσης να μάθουν περισσότερα για τις τροχιές και τις επιφανειακές τους συνθήκες. Χάρη στις προσπάθειες μιας διεθνούς ομάδας αστρονόμων υπό την ηγεσία του Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον, έχουμε τώρα μια ακριβή ιδέα για το πώς θα μπορούσαν να είναι οι συνθήκες στον εξόχως πλανήτη του - TRAPPIST-1h.
Σύμφωνα με τη μελέτη της ομάδας - «Μια αλυσίδα συντονισμού επτά πλανητών στο TRAPPIST-1», η οποία δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Φύση Αστρονομία - βασίστηκαν σε δεδομένα από την αποστολή του Kepler για τον προσδιορισμό της τροχιακής περιόδου του πλανήτη. Συγκεκριμένα, συμβουλεύτηκαν δεδομένα που ελήφθησαν κατά τη διάρκεια της Εκστρατείας 12 της αποστολής K2, μια περίοδο παρατήρησης 79 ημερών που διαρκεί από τις 15 Δεκεμβρίου 2016 έως τις 4 Μαρτίου 2017.
Με επικεφαλής τον Rodrigo Luger, μεταπτυχιακό φοιτητή στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον, η ομάδα γνώριζε ήδη μοτίβο στις τροχιές των έξι εσωτερικών πλανητών του συστήματος. Αυτό βασίστηκε σε προηγούμενα δεδομένα που παρείχε το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Spitzer, τα οποία έδειξαν ότι αυτοί οι πλανήτες βρίσκονται σε τροχιακό συντονισμό - δηλαδή οι αντίστοιχες τροχιακές περίοδοι τους σχετίζονται μαθηματικά και επηρεάζουν ο ένας τον άλλον.
Από αυτά τα δεδομένα, η ομάδα είχε ήδη υπολογίσει ότι το TRAPPIST-1h θα είχε τροχιακή περίοδο μικρότερη από 19 ημέρες. Μόλις συμβουλεύτηκαν τα δεδομένα K2, παρατήρησαν ότι κατά τη διάρκεια της περιόδου παρατήρησης των 79 ημερών, το TRAPPIST-1h έκανε τέσσερις διαμετακόμιση του αστεριού - η οποία λειτούργησε σε μια τροχιακή περίοδο 18,77 ημερών. Με άλλα λόγια, η ομάδα διαπίστωσε ότι οι παρατηρήσεις τους ήταν συνεπείς με τους υπολογισμούς τους.
Αυτό το εύρημα ήταν μια ευχάριστη ανακούφιση για τον Luger και τους συναδέλφους του. Όπως δήλωσε σε ένα δελτίο τύπου UW:
«Το TRAPPIST-1h ήταν ακριβώς εκεί που η ομάδα μας το είχε προβλέψει. Με ανησυχούσε για λίγο ότι βλέπαμε αυτό που θέλαμε να δούμε. Τα πράγματα δεν είναι σχεδόν ποτέ ακριβώς όπως περιμένετε σε αυτόν τον τομέα - συνήθως υπάρχουν εκπλήξεις σε κάθε γωνιά, αλλά η θεωρία και η παρατήρηση ταιριάζουν τέλεια σε αυτήν την περίπτωση. "
Η ανακάλυψη αυτού του συντονισμού σημαίνει ότι το TRAPPIST-1 έχει δημιουργήσει ένα άλλο ρεκόρ. Για αρχάριους, είναι ήδη γνωστό ότι είναι ένα από τα δύο μόνο συστήματα αστεριών που φιλοξενεί επτά επιπλέον ηλιακούς πλανήτες - το άλλο είναι το σύστημα HR 8832 αστέρι, ένα μεταβλητό αστέρι τύπου K3V κύριας ακολουθίας που βρίσκεται 21 έτη φωτός μακριά. Δεύτερον, έχει τους πιο επιβεβαιωμένους επίγειους πλανήτες που μπορούν να ανακαλυφθούν σε ένα σύστημα αστεριών μέχρι σήμερα.
Αλλά με αυτά τα πιο πρόσφατα δεδομένα, το TRAPPIST-1 κατέχει τώρα το ρεκόρ για το ότι έχει τους περισσότερους πλανήτες και σε τροχιακό συντονισμό. Οι προηγούμενοι κάτοχοι θέσεων ήταν οι Kepler-80 και Kepler-223, και οι δύο έχουν τέσσερις πλανήτες σε συντονισμό. Σύμφωνα με τον Λούγκερ, αυτός ο συντονισμός πιθανότατα καθιερώθηκε όταν το σύστημα TRAPPIST-1 ήταν ακόμα νέο και οι πλανήτες ήταν ακόμη στη διαδικασία σχηματισμού. Όπως εξήγησε ο Λούγκερ:
«Η συντονισμένη δομή δεν είναι σύμπτωση και δείχνει μια ενδιαφέρουσα δυναμική ιστορία στην οποία οι πλανήτες πιθανώς μετανάστευσαν προς τα μέσα σε κλειδαριά. Αυτό καθιστά το σύστημα μια εξαιρετική βάση για τις θεωρίες σχηματισμού πλανητών και μετανάστευσης. Θα μπορούσαμε λοιπόν να κοιτάξουμε έναν πλανήτη που κάποτε ήταν κατοικήσιμος και έκτοτε έχει παγώσει, ο οποίος είναι καταπληκτικός για να μελετήσει και είναι υπέροχος για τις επόμενες μελέτες. "
Η πιθανότητα ότι οι πλανήτες πέτυχαν τον τρέχοντα τροχιακό χορό τους νωρίς στην ιστορία του συστήματος θα μπορούσε επίσης να σημαίνει ότι το TRAPPIST-1h ήταν κάποτε κατοικήσιμο. Ενώ τρεις πλανήτες περιστρέφονται γύρω από την κατοικήσιμη ζώνη του αστεριού (TRAPPIST-1 d, e και f), το TRAPPIST-1h περιστρέφεται γύρω από το αστέρι σε απόσταση περίπου 10 εκατομμυρίων χιλιομέτρων (6 εκατομμύρια μίλια), το οποίο το τοποθετεί πολύ πιο μακριά από κατοικήσιμη ζώνη του αστεριού.
Στην πραγματικότητα, σε αυτήν την απόσταση, το TRAPPIST-1h παίρνει περίπου τόσο μεγάλη ενέργεια από τον Ήλιο όσο και ο νάνος πλανήτης Ceres (που βρίσκεται στο Ηλιακό μας Σύστημα στην Κύρια Ζώνη Αστεροειδών, μεταξύ Άρη και Δία), με αποτέλεσμα μια μέση θερμοκρασία επιφάνειας 173 K (-100 ° C, -148 ° F). Αλλά στο παρελθόν, όταν το αστέρι του ήταν πιο φωτεινό και πιο ζεστό, ο πλανήτης μπορεί να είχε λάβει αρκετή ενέργεια ώστε η επιφάνειά του να ήταν αρκετά ζεστή για να υποστηρίξει υγρό νερό.
«Θα μπορούσαμε λοιπόν να κοιτάξουμε έναν πλανήτη που κάποτε ήταν κατοικήσιμος και έκτοτε έχει παγώσει, ο οποίος είναι καταπληκτικός για να μελετήσει και είναι υπέροχος για τις επόμενες μελέτες», δήλωσε ο Λούγκερ. Το TRAPPIST-1 είναι επίσης πρωταρχικός υποψήφιος για μελέτη παρακολούθησης, δεδομένης της εγγύτητάς του. Βρίσκεται μόλις 39,5 έτη φωτός από τη Γη, αυτό το αστέρι και το σύστημα των πλανητών του παρουσιάζουν μερικές εξαιρετικές ευκαιρίες για τη μελέτη των εξωπλανητών και της αστικότητας τύπου Μ.
Πέρα από αυτό, αυτή η μελέτη έδειξε επίσης ότι παρά την αποτυχία δύο τροχών αντίδρασης, η αποστολή του Kepler εξακολουθεί να είναι εξαιρετικά χρήσιμη όταν πρόκειται για τη μελέτη των εξωπλανητών. Παρά το γεγονός ότι η διατήρηση της σταθερής προσοχής στο σύστημα TRAPPIST-1 παρουσίασε σημαντικές προκλήσεις, ο Κέπλερ κατάφερε να παράγει αξιόπιστες πληροφορίες που ήταν συνεπείς με τους υπολογισμούς της ομάδας.
Εκτός από τον προσδιορισμό της τροχιακής περιόδου του TRAPPIST-1h, η ομάδα χρησιμοποίησε τα δεδομένα K2 για να χαρακτηρίσει περαιτέρω τις τροχιές των άλλων έξι πλανητών, αποκλείοντας την πιθανότητα να υπάρχουν περισσότεροι πλανήτες στο σύστημα και να μάθουν περισσότερα για το ίδιο το αστέρι (όπως η περιστροφή του περίοδος και επίπεδο δραστηριότητας). Αυτές οι πληροφορίες θα είναι επίσης ζωτικής σημασίας για να καθοριστεί εάν κάποιος από τους πλανήτες που βρίσκονται εντός της κατοικήσιμης ζώνης του αστεριού θα μπορούσε στην πραγματικότητα να είναι κατοικήσιμος.
Η ανακάλυψη του συστήματος TRAPPIST-1 ήταν ένα γεγονός που ήταν πολλά χρόνια στην παραγωγή. Ωστόσο, ο ρυθμός εμφάνισης νέων ανακαλύψεων ήταν πολύ εντυπωσιακός. Τα επόμενα χρόνια, με την ανάπτυξη κυνηγών πλανήτη επόμενης γενιάς - όπως το Τηλεσκόπιο James Webb και το Δορυφορικό Survey Exoplanet Survey (TESS) - θα μπορέσουμε να σκάψουμε βαθύτερα και να μάθουμε ακόμα περισσότερα.
Και βεβαιωθείτε ότι απολαμβάνετε αυτό το βίντεο του τροχιακού συντονισμού του TRAPPIST-1, ευγενική προσφορά του επίκουρου καθηγητή Daniel Fabrycky του Πανεπιστημίου του Σικάγου:
