Sedmá planeta TRAPPIST-1 byla potvrzena

Astronomové potvrdili existenci sedmé planety kolem ultracoolské trpasličí hvězdy TRAPPIST-1.

Koncepce umělce, jak by mohla vypadat obloha z jedné ze sedmi známých pozemských planet v systému TRAPPIST-1.
ESO / M. Kornmesser

Skromná M8 červená trpaslíková hvězda TRAPPIST-1 se stala slavnou poté, co astronomové objevili na oběžné dráze kolem ní sedm malých exoplanet. V době, kdy objevitelé vydali oznámení v únoru, nemohli říci mnoho o nejvzdálenějším světě, označeném h: Astronomové viděli planetu nebo alespoň něco, co považovali za planetu projít před hvězdou pouze jednou.

Rodrigo Luger (University of Washington, Seattle) a jeho kolegové, včetně členů původního objevitelského týmu, nyní potvrdili existenci planety a některé její specifikace.

Tým použil více než 70 dnů dat z kosmické lodi Kepler NASA, která byla převzata v rámci své mise K2. Plavidlo detekovalo čtyřikrát křížení před svou hvězdou, s orbitální periodou 18, 77 přesně to, co vědci očekávali, na základě svých předchozích pozorování. (Analyzovali data také třemi různými způsoby, jen aby bylo jisté.) Tato orbita umisťuje exoplanet dobře mimo obyvatelnou zónu TRAPPIST-1: Množství energie, kterou planeta h dostává od malé hvězdy, je srovnatelné s tím, co Trpasličí planeta Ceres přijímá od Slunce u svého domova v hlavním asteroidním pásu.

Průchody ukazují, že planeta h je 75% tak široká jako Země, nebo asi o 40% větší než Mars. Stále ale neznáme masu světa. Vědci použili drobné posuny v tranzitních časech ostatních šesti exoplanet k odhadu jejich gravitačního vlivu na sebe, a tedy i jejich masy. Bohužel, měřené transporty planety h nejsou dostatečně čisté, aby odhalily posuny časování kvůli gravitačním tahům sourozenců, říká Luger.

Oběžná doba exoplanety vytváří komplikovaný vzorec s obdobími kolem ní, autoři vysvětlují 22. května v Nature Astronomy . Normálně, když mluvíme o takových rezonančních drahách, myslíme na situace podobné situaci Galilejských měsíců Jupitera: Pro každý okruh, který Ganymede obíhá kolem Jupiteru, Evropa dělá dva. Planety TRAPPIST-1 mají komplikovanější uspořádání, které se nazývá Laplaceova rezonance vyššího řádu, ve kterém je vzorec kombinací tří období, které přesně neprodukují přímé, celé násobky, na které obvykle myslíme. Pro zájemce o matematiku je vztah

x / P1 - (x + y) / P2 + y / P3 = 0

kde xay jsou celá čísla a P1, P2 a P3 jsou orbitální období planety 1, planety 2 a planety 3 v trojici sousedních těl, které porovnáváte.

Pro ty, kteří se nezajímají o matematiku, prostě víme, že za každé dvě kola planeta h udělá kolem TRAPPIST-1, planeta g udělá asi 3 a planeta f udělá (zhruba) čtyři. Exoplanety by se přenesly do tohoto složitého řetězového uspořádání někdy poté, co se systém vytvořil, a pak by se gravitačně zasekl.


Výše uvedená animace ukazuje simulaci exoplanetů TRAPPIST-1 během 90 dnů Země, poté se zaměřuje na vnější tři po 15 dnech. Rezonance tří těl vnějších tří těles způsobí, že planety opakují stejné relativní polohy. Astronomové použili tuto očekávanou rezonanci k předpovědi orbitální periody TRAPPIST-1h. Kredit: Daniel Fabrycky / University of Chicago

Jak starý je TRAPPIST-1?

Tým Lugera se také pokusil omezit věk TRAPPIST-1. Seznamovací hvězdy jsou tak malé, jak je tohle těžké. Způsob, jakým hvězda stárne, závisí na její hmotnosti; při neuvěřitelně 8% hmotnosti Slunce bude TRAPPIST-1 stárnout velmi pomalu.

Díky údajům K2 mohli astronomové použít hvězdné body ke stanovení doby střídání trpaslíků za 3, 3 dne (asi dvakrát tak dlouho, jako v předchozím období). To je cesta uprostřed pro ultrakolické trpasličí hvězdy. Kepler také neodhalil mnoho aktivity, ale zachytil alespoň jednu pozoruhodnou erupci. Na základě úrovně rotace a aktivity odhadují autoři věk hvězdy mezi 3 a 8 miliardami let.

Ostatní astronomové trpaslíků souhlasí, že je to rozumný rozsah. Elisabeth Newtonová (MIT) říká, že většina blízkých hvězd je mladších než 8 miliard let. Ona a její kolegové nedávno zjišťovali téměř 400 blízkých trpaslíků M. Zjistili, že ti, kteří mají období kratší než 10 dnů, měli obecně věk kratší než 2 miliardy let. Varuje však, že červení trpaslíci, na které se její tým díval, byli masivnější než TRAPPIST-1 a vztah mezi věkem a periodou rotace závisí na hmotnosti hvězdy. "Nemyslím si, že současná data, která máme k dispozici pro období střídání červených trpaslíků, jsou příliš užitečná pro to, aby bylo možné zachytit věky hvězd tak malé jako TRAPPIST-1, " varuje.

John Bochanski (Univerzita jezdce) souhlasí. Úroveň aktivity TRAPPIST-1 naznačuje, že to není „opravdu“ staré, říká, ale za to je těžké říci. Nepřekvapilo by ho, kdyby byla hvězda trochu mimo dosah. Mezitím Jeffrey Linsky (University of Colorado, Boulder) vsadil na 2 až 5 miliard let, na základě obsahu hvězdy, těžkých prvků, rentgenového výstupu a pohybu přes Mléčnou dráhu.

Ať už je číslo přesné, je pravděpodobné, že TRAPPIST-1 je asi tak starý jako Slunce. To umožňuje nejrůznější spekulace o obyvatelnosti a životě mimozemšťanů, ale vzhledem k tomu, kolik toho o tomto systému zůstává neznámo, dávám přednost tomu, abych se v takových úvahách nezabýval.

Reference: Rodrigo Luger et al. „Rezonanční řetězec sedmi planet v TRAPPIST-1.“ Nature Astronomy . 22. května 2017.


Navštivte systém TRAPPIST-1 pomocí plakátu Vize of the Future od NASA.