Odkryto układ planet podobnych do Ziemi

O odkryciu poinformowały na konferencji prasowej NASA i Europejskie Obserwatorium Południowe ESO, szczegółowo przedstawiono je również w najnowszym numerze prestiżowego czasopisma "Nature".

Największe zainteresowanie wśród odkrywanych planet pozasłonecznych zawsze wzbudzają te, które są jak najbardziej podobne do Ziemi. Tym razem międzynarodowy zespół naukowców odkrył cały system takich planet. Układ nazwany TRAPPIST-1 ma ich  aż siedem. Oznaczono je kolejnymi literami alfabetu dodanymi do nazwy gwiazdy (począwszy od TRAPPIST-1 b, poprzez c, d, e, f, g, aż do TRAPPIST-1 h).

Planety mają rozmiary Ziemi i Wenus lub są nieco mniejsze. Wyznaczenia ich gęstości sugerują z kolei, że przynajmniej sześć z nich jest skalistych.

"To niesamowity układ planetarny - nie tylko dlatego, że odkryliśmy w nim tak wiele planet, ale dlatego, że są one tak zaskakująco podobne do Ziemi!" - podkreśla kierujący grupą badawczą Michal Gillon z University of Licge (Belgia).

Orbity planet przebiegają bardzo blisko gwiazdy. Są niewiele większe niż odległości galileuszowych księżyców od Jowisza - i zdecydowanie mniejsze niż orbita Merkurego wokół Słońca. Mimo tych różnic na planetach mogą panować całkiem znośne warunki, bowiem ich gwiazda świeci znacznie słabiej niż Słońce. Poszczególne planety otrzymują od kilkunastu procent energii, docierającej do Ziemi ze Słońca, do ponad cztery razy większej wartości od tej, jaką uzyskuje nasza planeta. Ilość promieniowania docierająca do planet TRAPPIST-1 c, d oraz f jest porównywalna do tej, jaką w Układzie Słonecznym otrzymują odpowiednio Wenus, Ziemia i Mars.

"Energia wypromieniowywana z małej gwiazdy jest znacznie słabsza niż ze Słońca. Planety muszą mieć orbity znacznie bliższe niż w Układzie Słonecznym, jeśli miałaby na nich występować woda na powierzchni. Na szczęście wydaje się, że tego typu zwartą konfigurację właśnie widzimy wokół TRAPPIST-1!" - tłumaczy Amaury Triaud z University of Cambridge, jeden z autorów publikacji w "Nature".

Na powierzchni każdej z siedmiu planet teoretycznie może się znajdować woda w stanie ciekłym. Modele klimatyczne faworyzują jednak pod tym względem planety oznaczone literami e, f oraz g. Z kolei planety b, c oraz d są na to przypuszczalnie zbyt ciepłe (choć na niewielkich fragmentach ich powierzchni może istnieć woda w stanie ciekłym). Najdalsza planeta h jest raczej zbyt zimna.

Gwiazda TRAPPIST-1 znajduje się zaledwie 40 lat świetlnych od Ziemi. Mimo tej bliskości na niebie świeci bardzo słabo, gdyż jest niewielka (niewiele większa od planety Jowisz - jej masa wynosi zaledwie 8 proc. masy Słońca). Naukowcy podejrzewali, że bardzo małe gwiazdy mogą posiadać liczne planety wielkości Ziemi na ciasnych orbitach. Układ TRAPPIST-1 dostarczył pierwszego, tak dosłownego potwierdzenia tej hipotezy.

Do odkrycia planetarnych siedmioraczków wykorzystano różne teleskopy naziemne i kosmiczne. Badania rozpoczęto w ostatnich miesiącach 2015 roku, kiedy prowadzono obserwacje teleskopem TRAPPIST, pracującym w Obserwatorium La Silla (wchodzącym w skład Europejskiego Obserwatorium Południowego) w Chile. Metodą tranzytów odkryto wtedy istnienie trzech planet wielkości Ziemi, co ogłoszono w maju 2016 r.

Obserwacje prowadzono dalej; najnowsze wyniki wskazują na istnienie w układzie aż siedmiu planet. W publikacji w "Nature" podano, że okresy ich obiegów równe są 1,51 dnia, 2,42 dnia, 4,05 dnia, 6,10 dnia, 9,20 dnia, 12,35 dnia oraz około 14-25 dni (okres ostatniej planety nie jest dokładnie wyznaczony).

Skoro TRAPPIST-1 e, f oraz g krążą w strefie wokół gwiazdy, w której woda może występować na powierzchni planety w stanie ciekłym - w najbliższych latach mogą stanowić jeden z głównych celów poszukiwań oznak innego życia w kosmosie.

Do badań tych posłużą przyszłe teleskopy, takie jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (budowany przez NASA, ESA oraz kanadyjską agencję CSA) oraz Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski (E-ELT, budowany przez ESO m.in. z polskim udziałem). Naukowcy mają nadzieję, że instrumenty te pozwolą na poszukiwania wody na planetach systemu TRAPPIST-1.

W badaniach uczestniczyło około 30 astronomów - z Belgii, Wielkiej Brytanii, Szwajcarii, USA, Francji, RPA, Arabii Saudyjskiej i Maroka.

NASA Jet Propulsion Laboratory NASA & TRAPPIST-1: A Treasure Trove of Planets Found