У лютому 2017 року команда європейських астрономів оголосила про відкриття семипланетної системи на орбіті навколо зірки, що перебуває поблизу TRAPPIST-1. Окрім того, що всі сім планет були скелястими, до них було додано три бонуси в орбіті в межах зони проживання TRAPPIST-1. З цього часу було проведено багато досліджень, щоб визначити, чи може будь-яка з цих планет бути придатною для проживання.
Відповідно до цієї мети, ці дослідження були зосереджені на тому, чи мають ці планети атмосферу, їх композиції та інтер'єри. Одне з останніх досліджень було проведено двома дослідниками з лабораторії прохолодних світів університету Колумбії, які визначили, що одна з планет TRAPPIST-1 (TRAPPIST-1e) має велике залізне ядро - знахідка, яка може мати наслідки для заселеності цієї планети.
Дослідження під назвою «TRAPPIST-1e має велике залізне ядро», яке нещодавно з’явилося в Інтернеті - було проведено Габріель Енглменн-Суїссою та Девідом Кіппінгом, старшим студентом магістратури та доцентом астрономії Колумбійського університету відповідно. Заради свого дослідження Енглмен-Суїсса та Кіппінг скористалися нещодавніми дослідженнями, які поставили обмеження для мас і радіусів планет TRAPPIST-1.
Ці та інші дослідження отримали користь від того, що TRAPPIST-1 - це семи планетна система, що робить її ідеально придатною для досліджень на екзопланеті. Як розповів професор Кіппінг для Space Magazine електронною поштою:
"Це чудова лабораторія екзопланетних наук з трьох причин. По-перше, система має колосальні сім транзитних планет. Глибина транзитів диктує розмір кожної планети, тому ми можемо досить точно виміряти їх розміри. По-друге, планети гравітаційно взаємодіють одна з одною, що призводить до змін у часи транзитів, і вони були використані для підрахунку маси кожної планети, знову ж таки, до вражаючої точності. По-третє, зірка дуже маленька, будучи пізнім М-карликом, приблизно на восьму за розміром Сонця, і це означає, що транзити виявляються в 8 ^ 2 = 64 рази глибшими, ніж якщо б зірка мала розмір Сонця. Тож у нас тут багато справ працює на нашу користь. "
Разом Енглман-Суйса та Кіппінг використовували вимірювання маси та радіусу планет TRAPPIST-1, щоб зробити висновок про мінімальну та максимальну частку радіуса ядра (CRF) кожної планети. Це ґрунтувалося на дослідженні, яке вони проводили раніше (разом із Джинджін Чен, кандидатом доктора наук Колумбійського університету та членом Лабораторії крутих світів), в якому вони розробили свій метод визначення КНР планети. Як описав Кіппінг метод:
"Якщо ви точно знаєте масу і радіус, як система TRAPPIST-1, ви можете порівняти їх із прогнозованими в теоретичних моделях структури інтер'єру. Проблема полягає в тому, що ці моделі, як правило, складаються з чотирьох шарів, залізного ядра, силікатної мантії, водяного шару та легкої летючої оболонки (Земля має лише перші два, її атмосфера сприяє незначній масі та радіусу). Отже, чотири невідомих і дві виміряні величини, в принципі, є необмеженою, нерозв'язною проблемою ».
Їх дослідження також враховувало попередню роботу інших вчених, які намагалися поставити обмеження щодо хімічного складу системи TRAPPIST-1. У цих дослідженнях автори припускали, що хімічні композиції планет пов'язані зі складом зірки, який можна виміряти. Однак Енглман-Суїса та Кіппінг застосували більш "агностичний" підхід і просто розглядали граничні умови проблеми.
"Ми, по суті, кажемо, що зважаючи на масу і радіус, не існує моделей із сердечниками, меншими за X, які могли б пояснити спостережувану масу та радіус", - сказав він. «Ядро може бути більшим за X, але воно повинно бути принаймні X, оскільки жодна теоретична модель не може пояснити це інакше. Отже, X відповідатиме тому, що ми могли б назвати мінімальною часткою радіусу ядра. Потім ми граємо в ту саму гру за максимальний ліміт ».
Вони визначили, що мінімальний розмір ядра в шести планетах TRAPPIST-1 був по суті нульовим. Це означає, що їх композиції можна було б пояснити, не маючи залізної серцевини - наприклад, чиста силікатна мантія могла бути всім, що там є. Але у випадку з TRAPPIST-1e вони виявили, що його ядро повинно становити принаймні 50% планети за радіусом і, щонайбільше, 78%.
Порівняйте це з Землею, де тверде внутрішнє ядро із заліза та нікелю та рідке зовнішнє ядро розплавленого залізо-нікелевого сплаву складають 55% радіусу планети. Між верхньою і нижньою межею CRF TRAPPIST-1e вони дійшли висновку, що воно повинно мати щільне ядро, яке, можливо, можна порівняти з Землею. Цей висновок може означати, що з усіх планет TRAPPIST-1 e є найбільш "подібним до Землі" і, ймовірно, має захисну магнітосферу.
Як зазначав Кіппінг, це може мати величезні наслідки, коли мова йде про полювання на житлові екзопланети, і може підштовхнути TRAPPIST-1e до початку списку:
«Це мене особливо хвилює, зокрема, про TRAPPIST-1e. Ця планета є меншою, ніж Земля, сидить прямо в заселеній зоні, і тепер ми знаємо, що має велике залізне ядро, як Земля. Ми також знаємо, що він не має легкої летючої оболонки завдяки іншим вимірюванням. Крім того, TRAPPIST-1 видається тихішою зіркою, ніж Proxima, тому я набагато оптимістичніший щодо TRAPPIST-1e як потенційної біосфери, ніж Proxima b зараз ".
Це, безумовно, хороша новина в світлі останніх досліджень, які свідчать про те, що Proxima b, швидше за все, не може бути заселеним. Між його зіркою, що випромінює потужні спалахи, які можна побачити неозброєним оком, ймовірно, що атмосфера і рідка вода не витримають довго на її поверхні, найближча екзопланета до нашої Сонячної системи в даний час не вважається хорошим кандидатом для пошуку житлового світу або позаземне життя.
В останні роки Кіппінг та його колеги також присвятили себе та Лабораторію прохолодних світів вивченню можливих екзопланет навколо Проксіми Кентавра. Використовуючи супутник мікроваріабельності та коливань зірок (MOST) Канадського космічного агентства, Кіппінг та його колеги проводили моніторинг Proxima Centauri у травні 2014 року та знову у травні 2015 року, щоб шукати ознаки транзиту планет.
Хоча відкриття Проксима b в кінцевому підсумку було зроблено астрономами в ESO, використовуючи метод радіальної швидкості, ця кампанія була важливою для привернення уваги до ймовірності пошуку земних, потенційно заселених планет навколо довколишніх зірок типу M (червоний карлик). В майбутньому Кіппінг та його команда також сподіваються провести дослідження Proxima b, щоб визначити, чи є в нього атмосфера та визначити, якою може бути її CRF.
Вкотре з'являється, що одна з багатьох скелястих планет, що обертаються навколо зірки червоного карлика (і яка знаходиться ближче до Землі), може бути просто головним кандидатом для вивчення житлових умов! Майбутні опитування, які виграють від впровадження телескопів наступного покоління (як-от Космічний телескоп Джеймса Вебба) без сумніву, розкриється більше про цю систему та будь-які потенційно мешканці світу.
