Анонс семипланетної системи навколо зірки TRAPPIST-1 на початку цього року викликав бурхливий науковий інтерес. Не тільки ця одна з найбільших партій планет була виявлена навколо однієї зірки, той факт, що всі семи виявились наземними (скелястими) в природі, був дуже обнадійливим. Ще більш обнадійливим було те, що три ці планети виявилися на орбіті зоною проживання зорі.
З цього часу астрономи прагнуть дізнатися все, що вони можуть про цю систему планет. Окрім того, чи є у них атмосфера чи ні, астрономи також хочуть дізнатися більше про їх орбіти та поверхневі умови. Завдяки зусиллям міжнародної команди астрономів під керівництвом Вашингтонського університету, тепер ми маємо точне уявлення про те, якими можуть бути умови на самій зовнішній планеті - TRAPPIST-1h.
Згідно з дослідженням команди - "Резонансний ланцюг із семи планетами в TRAPPIST-1", який нещодавно був опублікований у журналі Природа Астрономія - вони покладалися на дані місії Кеплера для визначення орбітального періоду планети. Зокрема, вони консультувались з даними, отриманими під час кампанії 12 місії К2, 79-денного періоду спостереження, який тривав з 15 грудня 2016 року по 4 березня 2017 року.
Під керівництвом Родріго Лугера, аспіранта Університету Вашингтона, команда вже була відома зразком на орбітах шести внутрішніх планет системи. Це ґрунтувалося на попередніх даних, представлених космічним телескопом Спітцера, які вказували, що ці планети знаходяться в орбітальному резонансі - тобто їхні орбітальні періоди пов'язані математично і впливають одна на одну.
З цих даних команда вже підрахувала, що TRAPPIST-1h матиме орбітальний період трохи менше 19 днів. Після того, як вони ознайомилися з даними К2, вони помітили, що протягом 79-денного періоду спостереження TRAPPIST-1h здійснив чотири транзиту зірки - що вийшло на орбітальний період 18,77 дня. Іншими словами, команда виявила, що їхні спостереження відповідають їхнім розрахункам.
Ця знахідка стала бажаним полегшенням для Луджера та його колег. Як він заявив у прес-релізі UW:
«TRAPPIST-1h був саме там, де наша команда прогнозувала це. Мене це хвилювало деякий час, що ми бачили те, що хотіли бачити. У цій галузі справи майже ніколи не є такими, як ви очікували - зазвичай є сюрпризи за кожним кутом, але теорія та спостереження ідеально співпадають у цьому випадку ».
Виявлення цього резонансу означає, що TRAPPIST-1 встановив ще один рекорд. Для початківців це вже відомо, що це одна з лише двох зіркових систем для розміщення семи позасонячних планет - інша - це зіркова система HR 8832, змінна зірка типу K3V з основною послідовністю, розташована за 21 світловий рік. По-друге, у нього є найбільш підтверджені планети земної кулі, які були відкриті на сьогодні до єдиної зіркової системи.
Але за цими останніми даними, TRAPPIST-1 тепер утримує рекорд за тим, що найбільше планет знаходиться і в орбітальному резонансі. Попередні володарі місць були Kepler-80 та Kepler-223, обидві з яких мають чотири планети в орбітальному резонансі. За словами Лугера, цей резонанс, ймовірно, був встановлений тоді, коли система TRAPPIST-1 була ще молодою, а планети ще були в процесі формування. Як пояснив Лугер:
«Резонансна структура не є випадковою, і вказує на цікаву динамічну історію, в якій планети, ймовірно, мігрували всередину в замкнутому кроці. Це робить цю систему чудовим еталоном для теорій формування планети та міграції. Тому ми могли б дивитись на планету, яка колись була мешкаючою і згодом замерзла, що дивовижно для споглядання та чудово підходить для подальших досліджень ».
Можливість того, що планети досягли свого поточного орбітального танцю на початку історії системи, також може означати, що TRAPPIST-1h колись був заселений. У той час як три планети орбітують із зоною проживання зірки (TRAPPIST-1 d, e і f), TRAPPIST-1h обертається навколо зірки на відстані близько 10 мільйонів км (6 мільйонів миль), що ставить її далеко за межі досяжності зона проживання зірки.
Насправді, на цій відстані TRAPPIST-1h отримує приблизно стільки ж енергії від Сонця, як карликова планета Церера (розташована в нашій Сонячній системі в головному поясі астероїдів, між Марсом і Юпітером), в результаті чого середня температура поверхні становить 173 K (-100 ° C; -148 ° F). Але в минулому, коли його зірка була яскравішою і гарячішою, планета, можливо, отримувала достатню кількість енергії, щоб її поверхня була достатньо теплою для підтримки рідкої води.
"Таким чином, ми могли дивитись на планету, яка колись була мешкаючою і з тих пір замерзла, що дивовижно для споглядання і чудово підходить для подальших досліджень", - сказав Лугер. TRAPPIST-1 також є головним кандидатом для подальшого дослідження з огляду на його близькість. Розташована всього за 39,5 світлових років від Землі, ця зірка та її система планет представляють певні виняткові можливості для вивчення екзопланет та заселеності зірки М типу.
Крім цього, це дослідження також продемонструвало, що, незважаючи на збій двох реакційних коліс, місія Kepler все ще надзвичайно корисна, коли справа стосується вивчення екзопланет. Незважаючи на те, що постійне спостереження за системою TRAPPIST-1 представляло інструментальні проблеми, Кеплеру все-таки вдалося створити достовірну інформацію, що відповідала підрахункам команди.
Окрім визначення орбітального періоду TRAPPIST-1h, команда використовувала дані K2 для подальшої характеристики орбіт інших шести планет, виключала можливість існування більше планет у системі та дізнаватися більше про саму зірку (наприклад, її обертання) період та рівень активності). Ця інформація також буде вирішальною для визначення того, чи може будь-яка з планет, розташованих у зоні заселення зірки, насправді може бути заселеною.
Відкриття системи TRAPPIST-1 стало подією, яка тривала багато років. Але швидкість, з якою з'явилися нові відкриття, була дуже вражаючою. У найближчі роки, з розгортанням мисливців на планети наступного покоління - як телескоп Джеймса Вебба та транзитний супутник екзопланетного обстеження (TESS) - ми зможемо копатись глибше та дізнаємось ще більше.
І обов'язково насолоджуйтесь цим відео з орбітального резонансу TRAPPIST-1, люб’язно доцент Даніель Фабрики з Чиказького університету:
