Oznámení systému o sedmi planetách kolem hvězdy TRAPPIST-1 začátkem tohoto roku vyrazilo závan vědeckého zájmu. Nejen, že se jedna z největších šarží planet objevila kolem jediné hvězdy, skutečnost, že všech sedm bylo ukázáno, že jsou pozemské (skalní) v přírodě, byla velmi povzbudivá. Ještě povzbudivější byla skutečnost, že se zjistilo, že tři z těchto planet obíhají s obývanou zónou hvězdy.
Od té doby se astronomové snaží naučit vše, co mohou, o tomto systému planet. Kromě toho, zda mají nebo nemají atmosféru, se astronomové také chtějí dozvědět více o svých oběžných drahách a povrchových podmínkách. Díky úsilí mezinárodního týmu astronomů vedeného University of Washington máme nyní přesnou představu o tom, jaké podmínky by mohly být na jeho nejvzdálenější planetě - TRAPPIST-1h.
Podle studie týmu - „Sedmiměsíční rezonanční řetězec v TRAPPIST-1“, který byl nedávno zveřejněn v časopise Astronomie přírody - při určování orbitálního období planety spoléhali na data z Keplerovy mise. Konkrétně konzultovali údaje získané během kampaně 12 mise K2, 79denního období pozorování, které trvalo od 15. prosince 2016 do 4. března 2017.
Tým vedený Rodrigem Lugerem, postgraduálním studentem University of Washington, si už byl vědom vzoru na oběžné dráze šesti vnitřních planet. Toto bylo založeno na předchozích datech poskytnutých Spitzerovým kosmickým dalekohledem, který naznačoval, že tyto planety jsou v orbitální rezonanci - tj. Jejich příslušné orbitální periody jsou matematicky příbuzné a vzájemně se ovlivňují.
Z těchto údajů tým již vypočítal, že TRAPPIST-1h bude mít orbitální období jen méně než 19 dní. Jakmile si prohlédli data K2, všimli si, že během 79denního pozorovacího období TRAPPIST-1h provedl čtyři průchody hvězdy, která se vypracovala na orbitální období 18,77 dní. Jinými slovy tým zjistil, že jejich pozorování byla v souladu s jejich výpočty.
Toto zjištění bylo pro Lugera a jeho kolegy vítanou úlevou. Jak uvedl v tiskové zprávě UW:
"TRAPPIST-1h bylo přesně tam, kde to náš tým předpověděl." Chvíli mě to trápilo, že jsme viděli, co jsme chtěli vidět. Věci nejsou téměř nikdy přesně tak, jak očekáváte v této oblasti - obvykle jsou v každém rohu překvapení, ale v tomto případě se teorie a pozorování dokonale shodují. “
Objev této rezonance znamená, že TRAPPIST-1 vytvořil další záznam. Pro začátek je již známo, že je jedním z pouze dvou hvězdných systémů, kde se nachází sedm extra-solárních planet - další je hvězdný systém HR 8832, proměnná hvězda typu K3V s hlavní sekvencí, která se nachází 21 světelných let daleko. Za druhé, má dosud potvrzené pozemské planety, které byly dosud objeveny v systému s jednou hvězdou.
Ale s těmito nejnovějšími údaji, TRAPPIST-1 nyní drží rekord za to, že má nejvíce planet v orbitální rezonanci. Předchozí držitelé místa byli Kepler-80 a Kepler-223, které měly obě planety v orbitální rezonanci. Podle Lugera byla tato rezonance pravděpodobně prokázána, když byl systém TRAPPIST-1 ještě mladý a planety byly stále ve formaci. Jak vysvětlil Luger:
"Rezonanční struktura není náhoda a ukazuje na zajímavou dynamickou historii, ve které planety pravděpodobně migrovaly dovnitř v blokovacím kroku." Díky tomu je systém skvělým testovacím základem pro teorii formace a migrace. Mohli bychom se proto dívat na planetu, která byla kdysi obyvatelná a od té doby zmražená, což je úžasné uvažovat a skvělé pro následné studie. “
Možnost, že planety dosáhly svého současného orbitálního tance na počátku historie systému, by také mohla znamenat, že TRAPPIST-1h byl kdysi obyvatelný. Zatímco tři planety obíhají s obývatelnou zónou hvězdy (TRAPPIST-1 d, e, af), TRAPPIST-1h obíhá kolem hvězdy ve vzdálenosti asi 10 milionů km (6 milionů mi), což ji staví daleko za dosah hvězdná obyvatelná zóna.
Ve skutečnosti v této vzdálenosti získává TRAPPIST-1h přibližně tolik energie od Slunce jako trpasličí planeta Ceres (umístěná v naší sluneční soustavě v hlavním asteroidním pásu, mezi Marsem a Jupiterem), což má za následek průměrnou povrchovou teplotu 173 K (-100 ° C; -148 ° F). Ale v minulosti, když byla jeho hvězda jasnější a teplejší, mohla planeta dostat dost energie, aby její povrch byl dostatečně teplý, aby podporoval kapalnou vodu.
"Mohli bychom se proto dívat na planetu, která byla kdysi obyvatelná a od té doby zmrzla, což je úžasné uvažovat a skvělé pro následné studie," řekl Luger. TRAPPIST-1 je také hlavním kandidátem pro následnou studii vzhledem ke své blízkosti. Nachází se pouhých 39,5 světelných let od Země, tato hvězda a její systém planet představují některé výjimečné příležitosti pro studium exoplanet a obživy hvězd typu M.
Kromě toho tato studie také ukázala, že navzdory selhání dvou reakčních kol je Keplerova mise stále velmi užitečná, pokud jde o studium exoplanet. Přestože soustavné sledování systému TRAPPIST-1 představovalo instrumentální výzvy, Keplerovi se stále podařilo vytvořit spolehlivé informace, které byly v souladu s výpočty týmu.
Kromě stanovení orbitální periody TRAPPIST-1h tým použil data K2 k další charakterizaci orbitů dalších šesti planet, vyloučení možnosti, že v systému bude více planet a dozvědět se více o samotné hvězdě (jako je její rotace) období a úroveň činnosti). Tato informace bude také zásadní při určování, zda by mohla být ve skutečnosti obývatelná jakákoli planeta umístěná v obytné zóně hvězdy.
Objev systému TRAPPIST-1 byl událost, která byla ve výrobě dlouhá léta. Míra, v níž se objevily nové objevy, byla však velmi působivá. V příštích letech se díky rozmístění lovců planet nové generace - jako je James Webb Telescope a Transitting Exoplanet Survey Satellite (TESS) - budeme moci hlouběji kopat a učit se ještě více.
A nezapomeňte si prohlédnout toto video orbitální rezonance TRAPPIST-1, s laskavým dohledem asistenta profesora Daniela Fabryckého z University of Chicago:
