Odkryto siedem egzoplanet podobnych do Ziemi w układzie TRAPPIST-1

Astronomowie odkryli siedem planet wielkością zbliżonych do Ziemi okrążających niewielką gwiazdę TRAPPIST-1 znajdującą się ok. 40 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego. Co najmniej trzy planety spośród nich mogą na swojej powierzchni posiadać wodę w stanie ciekłym, co teoretycznie pozwalałoby na powstanie na nich życia lub zasiedlenie w dalekiej przyszłości przez ludzi.

Porównanie rozmiarów odkrytych planet wokół gwiazdy TRAPPIST-1. Powierzchnie planet są jedynie wizją artystyczną autora grafiki. Źródło: ESO

Wiadomość o odkryciu nowych siedmiu planet odbiła się szerokim echem w większości mediów na świecie. Po raz pierwszy w sięgającej końca lat 80. XX w. historii badań egzoplanet (czyli planet znajdujących się poza Układem Słonecznym) zaobserwowano tak dużą liczbę planet skalistych wokół jednej gwiazdy. Większość skatalogowanych dotychczas planet pozasłonecznych charakteryzowała się dużymi rozmiarami oraz strukturą przypominającą znane nam gazowe giganty – Jowisza czy Saturna.

Od 2014 roku obserwujemy jednak ogromny wzrost wykrywalności mniejszych ciał niebieskich. Aktualnie całkowita liczba zaobserwowanych egzoplanet sięga 3500, z czego istnienie ponad 2300 zostało potwierdzone dodatkowymi obserwacjami. Jest to skutek wykorzystania metody tranzytu, do czego przyczyniła się szczególnie misja Kosmicznego Teleskopu Keplera.

Odkrycie siedmiu planet wokół gwiazdy TRAPPIST-1 to zasługa teleskopów naziemnych i kosmicznych z całego świata. Wykorzystana tu metoda tranzytu nie pozwala co prawda na bezpośrednią obserwację planety, jednak umożliwia udowodnienie jej obecności. W sytuacji, gdy orbita planety jest odpowiednio ustawiona względem naszej linii obserwacji, co jakiś czas planeta będzie dokonywać tranzytu, czyli przechodzić na tle tarczy swojej gwiazdy. Niewielki spadek jej jasności jesteśmy w stanie zaobserwować systematycznie kierując teleskopy w jej kierunku.

Szczególną rolę w tym odkryciu miał należący do Europejskiego Obserwatorium Południowego teleskop VLT (Very Large Telescope pol. Bardzo Duży Teleskop), amerykański Kosmiczny Teleskop Spitzera oraz TRAPPIST-South w Obserwatorium La Silla w Chile (pełna lista znajduje się na stronie ESO).

Wykresy zmian blasku gwiazdy TRAPPIST-1, gdy na jej tle przechodzą poszczególne planety, blokując część światła. Źródło: ESO

Gwiazda TRAPPIST-1 to niewielki czerwony karzeł o relatywnie niskiej temperaturze i wielkością nieznacznie przewyższający Jowisza. Jej masa to ok. 8% masy Słońca, a energia wypromieniowywana przez nią jest bardzo mała. Mimo tego planety, które poruszają się na bardzo ciasnych, niskich orbitach, mogą posiadać na swej powierzchni wodę. Układowi planet wokół TRAPPIST-1 bliżej do galileuszowych księżyców Jowisza niż do ośmiu planet Układu Słonecznego, co doskonale widać na graficznym porównaniu poniżej. Planety zostały nazwane zgodnie z zasadami nazewnictwa egzoplanet: TRAPPIST-1 b, c, d, e, f, g oraz h, w kolejności rosnącej odległości od gwiazdy.

Porównanie orbit układu TRAPPIST-1, Układu Słonecznego i księżyców Jowisza. Źródło: ESO, tłum. ESERO-Polska

Naukowcy odpowiedzialni za odkrycie uważają, że siedem odkrytych planet przypomina rozmiarami Ziemię, Wenus czy Marsa, a na ich powierzchni może znajdować się okresowo woda w stanie ciekłym. Sześć z nich jest najprawdopodobniej planetami skalistymi, z czego trzy – najbardziej ekscytujące: e, f oraz g – znajdują się w ekosferze swojej gwiazdy, czyli w odległości, która teoretycznie umożliwia stałą obecność oceanów wody na powierzchni, a tym samym podtrzymanie życia.

Ta ostatnia informacja zdecydowanie najbardziej porusza wyobraźnię, jednak nie ma na razie żadnego jej potwierdzenia. Tak niewielka odległość planet od gwiazdy może oznaczać częste i silne bombardowania ich powierzchni wysokoenergetycznym promieniowaniem kosmicznym oraz śmiercionośnymi rozbłyskami. Ponadto zdecydowanie utrudnia to utrzymanie atmosfery na ich powierzchni – w takiej sytuacji jest bliski nam Merkury, który praktycznie pozbawiony jest ochronnej warstwy gazów. Ostatnie odkrycie na pewno stanie się istotnym celem badań wielu teleskopów i obserwatoriów. Istnieją metody, jak np. spektroskopia astronomiczna, które mogą posłużyć do określenia składu atmosfery na odległej planecie. Aktualnie najważniejszymi teleskopami w przestrzeni kosmicznej, które mogą do tego posłużyć są Kosmiczne Teleskopy Hubble’a, Spitzera i Keplera, jednak już w 2018 roku planowane jest wyniesienie teleskopu nowej generacji – Kosmicznego Teleskopu Webba, który będzie w stanie wykryć wodę, metan, tlen czy ozon w składzie atmosfery odległej egzoplanety. Do dokładnego zbadania już dziś czeka niemal 300 egzoplanet znajdujących się w ekosferach swoich gwiazd.

Film posiada polskie napisy – by je uruchomić należy kliknąć [CC], a następnie koło zębate i wybrać język polski.

Na podstawie komunikatu naukowego Ultrachłodny karzeł i siedem planet.