Na planetě Dim Star byla nalezena sedm planet Země

Astronomové našli kolem planety Země kolem chladného červeného trpaslíka sedm planet, z nichž všechny mají potenciál pro kapalnou povrchovou vodu.

Koncepce umělce, jak by mohla vypadat obloha z jedné ze sedmi známých pozemských planet v systému TRAPPIST-1. Hvězda je v souhvězdí Vodnář, ale pouhá 19. velikost neviditelná pro všechny, ale nejlepší amatérské vybavení.
ESO / M. Kornmesser

Hvězda TRAPPIST-1 je nenápadná červená trpaslíková hvězda M 8. Leží 39 světelných let v souhvězdí Vodnář. S průměrem jen jedné desetiny průměru naší hvězdy, trpaslík vyzařuje méně než tisícinu tolik světla jako Slunce.

V loňském roce Micha l Gillon (University of Li ge, Belgie) a jeho kolegové oznámili, že trojici malých exoplanet obíhá kolem této pipsqueakové hvězdy (ačkoli třetí svět měl pochybnou realitu). Nyní po intenzivní následné kampani tým zjistil, že ve skutečnosti existuje sedm planet, nikoli tři. Všechny jsou pravděpodobně skalnaté. Tři leží v domnělé obyvatelné zóně TRAPPIST-1 - oblasti, kde by mohla být kapalná voda, vzhledem k složení podobnému Zemi, stabilní na povrchu. Ale všichni, s dostatkem mávání rukou, by měli šanci na tekutou vodu.

Od tří do sedmi

Tento graf je světelná křivka, která ukazuje, jak se mění jas slabé trpasličí hvězdy TRAPPIST-1, když tři z jejích planet projdou její tváří v trojnásobném tranzitu 11. prosince 2015. Data pocházejí z přístroje HAWK-I na ESO Very Velký dalekohled. Všechny tři planety jsou pravděpodobně skalnaté a e a f jsou v obyvatelné zóně hvězdy.
ESO / M. Gillon a kol.

Astronomové detekovali exoplanety pomocí tranzitní techniky, která zachycuje drobný pokles ve hvězdném světle, když planeta prochází před naší hostitelskou hvězdou z naší perspektivy. Objevovací horská dráha začala, když tým zjistil, že to, co považoval za kombinovaný tranzit planet # 2 a # 3, bylo ve skutečnosti křížením tří planet.

Pozorovatelé poté zaútočili na TRAPPIST-1 s působivým návalem pozemních pozorování. Velký průlom však přišel s kosmickým dalekohledem Spitzer Space Telescope, který hvězdu pozoroval 20 dní. Tato data zachytila ​​34 jasných tranzitů. Tým pak byl schopen kombinovat své pozorování na zemi a ve vesmíru a krájet je a kostkami je určit, že signály pravděpodobně pocházejí ze sedmi různých planet.

Pouze šest z nich jsou pevné detekce. Číslo 7, nebo planeta h, je ve svých specifikacích fiktivní: Tým detekoval pouze jeden průjezd a astronomové raději viděli tři průchody, než nazvali něco kandidátskou planetou. Očekávejte, že se astronomové budou o tento měsíc dohadovat.

Mini Solar System?

Všech sedm exoplanet objevených kolem TRAPPIST-1 obíhá mnohem blíže ke své hvězdě než Merkur ke Slunci, jak je ukázáno v tomto srovnání oběžných drah TRAPPIST-1 s galilskými měsíci Jupiteru a planetami vnitřní sluneční soustavy. Ale protože TRAPPIST-1 je mnohem slabší než Slunce, jsou světy vystaveny podobným úrovním ozáření jako Venuše, Země a Mars.
ESO / O. Furtak

Předpokládejme, že všech sedm exoplanet je skutečných. Všechny jejich oběžné dráhy se snadno vejdou do Merkurova okruhu kolem Slunce. Roky vnitřních šesti se pohybují od 1, 5 do 12 pozemských dnů, přičemž období nejvzdálenějších h je kdekoli mezi 14 až 35 dny. Nejmenší dva světy jsou asi tři čtvrtiny široké jako Země, největší o 10% širší. Největší orbita je menší než 20% jako Merkur.

Jednou z úžasných věcí na tomto systému je to, že oběžné dráhy exoplanet spolu rezonují . To znamená, že jejich orbitální periody jsou drsnými celočíselnými násobky jeden druhého - například ve stejném časovém období, kdy nejvnitřnější planeta bičuje kolem hvězdy osmkrát, druhá planeta trvá pět kol, třetí tři a čtvrtá dvě. Toto nastavení gravitačně spojuje planety dohromady a může vést k drobným posunům v jejich pozicích. Na základě těchto posunů mohl tým spočítat gravitační vlivy planet na sebe, a tím i jejich přibližné hmotnosti a hustoty. Všichni jsou v souladu s tím, že jsou skalní, tým uzavírá v přírodě 23. února.

Takové rezonanční oběžné dráhy vznikají, když světy migrují ze svého původního umístění, vysvětluje Gillon. Astronomové se domnívají, že když se lehké planety vytvoří daleko v plynném disku, který tvoří hvězdnou planetu, plynový odpor a tak je posunou dovnitř. Během této příchozí migrace se světy vzájemně chytají do rezonančních drah, takže mohou tvořit jakýsi „řetěz planet“, říká. V tomto případě migrace přistála na exoplanetách tím, co tým nazývá „mírným pásmem“ - obíhá s dostatkem přicházejícího hvězdného světla, aby za správných podmínek mohly mít planety alespoň někdy kapalnou povrchovou vodu. Je to volnější definice než pro „obyvatelnou zónu“.

Všechny planety jsou také pravděpodobně svázány s hvězdou, což znamená, že na ni vždy ukazují stejnou hemisféru, jako Měsíc na Zemi. Tak blízko hvězdy mohli planety zažít obrovské přílivové tažení, protažení a stlačení jejich interiérů a urychlení ohřevu a dokonce i vulkanismu, podobné tomu, co vidíme na Galilejských měsících Jupitera.

TRAPPIST-1 je tichý pro trpaslíka M - zejména méně aktivní než Proxima Centauri, který má také planetu obyvatelného pásma (i když je to pravděpodobně pouštní svět). Ale bohužel astronomové nevědí, jak stará je hvězda. Rovněž není jasné, zda jsou oběžné dráhy planet stabilní: Vědci neurčili oběžnou dráhu sedmé planety, ani nevědí, zda v systému existují jiné světy, které věci umlčují.

Tento druh hvězdy, nazývaný velmi chladný trpaslík, je velmi běžný; zhruba 15% hvězd v blízké galaxii spadá do této kategorie, odhaduje Guillon. Velmi chladní trpaslíci žijí po biliony let.

Jsou tyto světy obyvatelné?

Tento diagram ukazuje relativní velikosti oběžných drah sedmi planet obíhajících ultra chladnou trpasličí hvězdu TRAPPIST-1. Stínovaná oblast je obyvatelnou zónou. Ačkoliv je zde nakreslena, oběžné dráhy nejvzdálenější planety, TRAPPIST-1h, nejsou v současné době dobře známy. Tečkované čáry ukazují alternativní limity pro obyvatelnou zónu na základě různých teoretických předpokladů.
ESO / M. Gillon a kol.

Dalším cílem je podívat se na atmosféru exoplanet. Pokud život některého ze světů hostuje, může v atmosféře zanechat chemické otisky prstů. Neexistuje žádná jediná směs, která je kuřáckou zbraní - například kyslík může pocházet ze života nebo z molekul vody rozdělených hvězdným světlem na jejich atomy vodíku a kyslíku. Určité kombinace chemických sloučenin (jako je metan, oxid uhličitý a molekulární kyslík) by však byly vysoce podnětné.

Tým vyvíjí program, který pomocí Hubbleovho vesmírného dalekohledu při pohledu na hvězdné světlo procházející atmosférou planety (možná existující) při jejich průchodu detekuje jakékoli sloučeniny, které by absorbovaly světlo. Následný krok přijde s kosmickým dalekohledem James Webb, který bude pro tento projekt vhodnější, protože se zaměřuje na infračervené vlnové délky a TRAPPIST-1 vyzařuje většinu svého světla do infračerveného záření.

Spoluautor studie Amaury Triaud (Astronomický ústav, Velká Británie) upřednostňuje planetu f jako nejslibnější pro život. S obvodem 1, 05 Země a asi 60% hustotou Země může být TRAPPIST-1f bohatý na vodu a / nebo led. Ze své hvězdy dostává přibližně tolik energie, jakou Mars dělá od Slunce, a s dobrou atmosférou by to mohlo být obyvatelné. (Mars je technicky v obytné zóně Slunce.)

Během tiskové konference Triaud namaloval tento obrázek toho, co bychom mohli vidět, kdybychom stáli na jednom z těchto světů:

Množství světla, které dopadne na vaše oko, by bylo přibližně 1/200, kolik obdržíte od Slunce na Zemi - podobné tomu, jaké zažíváte na konci západu slunce. Stále by to však bylo docela teplo, protože vás stále přichází přibližně stejné množství energie, jakou Země dostává od Slunce - je to jen to, že většina z toho přichází v infračerveném světle, které nevidíte, ale vaše kůže cítit. Hvězda by měla barvu podobnou lososům. Na TRAPPIST-1f odhadoval, že hvězda bude na obloze třikrát širší než Slunce.

"Ta podívaná by byla krásná, " řekl.

Přečtěte si více o výsledku v tiskové zprávě Evropské jižní observatoře.

Reference:

M. Gullon a kol. "Sedm mírných pozemských planet kolem nedaleké ultracoolské drwarfové hvězdy TRAPPIST-1." Příroda . 23. února 2017.

Ignas Snellen. "Země je sedm sester." (Redakční) Příroda . 23. února 2017.


Jste fanouškem důkladné vědecké žurnalistiky? Přihlaste se k odběru služby Sky & Telescope .