2017.02.28. - Ilyen bolygórendszert még senki sem látott

Hét, a Földhöz nagyon hasonló méretű égitest felfedezését jelentették be egyetlen csillag körül néhány napja a NASA sajtótájékoztatóján. Három a lakhatósági zónában kering, így akár folyékony víz is lehet rajtuk.

A bolygókat tartalmazó rendszer neve TRAPPIST-1, a belga Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST) távcső első felfedezése. A Vízöntő csillagképben megfigyelhető csillag 40 fényéves távolságával csillagászati értelemben közelinek tekinthető. A csillag tömege a Nap tömegének mindössze nyolc százada, ami éppen azon határ felett van, ahol beindul a csillag magjában a hidrogén fúziója héliummá. Az ilyen csillagokat "ultrahűvös"" vörös törpéknek hívják: csillagokhoz képest alacsony hőmérsékletűek és igen halványak.

A történet 2016. májusában kezdődött, amikor a TRAPPIST távcsővel három bolygót fedeztek fel a csillag körül. Később, több földi távcsövet és a NASA Spitzer-űrtávcsövét felhasználva további négy bolygót azonosítottak a csillagászok, hétre növelve a rendszerben ismert kísérők számát.

A felső ábrán a TRAPPIST-1, az alsón pedig a Naprendszer belső bolygóinak pályái láthatók.
[NASA/JPL-Caltech]

A Spitzer adatait felhasználva, majd azokat földi távcsöves mérésekkel kombinálva hat bolygó tömegét sikerült kellő pontossággal meghatározni, így a sűrűségük is kiszámítható lett. Ebből az adódott, hogy mindegyik égitest nagyon hasonló a Földhöz. A hetedik, legkülső bolygó tömege és pályája nem volt pontosan meghatározható, mert a mérések idején csak egyetlen egyszer haladt el a csillag előtt.

A rendszer még izgalmasabb, ha megvizsgáljuk, milyen pályán mozognak a bolygók a csillag körül. Mind a hét bolygó közelebb kering a TRAPPIST-1-hez, mint a Merkúr a Nap körül, és rendkívül közel vannak egymáshoz is. Ha valaki az egyik bolygó felszínén állhatna, akkor a többi bolygón láthatná a kontinenseket, felhőket, egyéb geológiai alakzatokat, amikor azok elhaladnak egymás mellett.

Egymáshoz való közelségük miatt nagyon erős gravitációs hatást gyakorolnak egymásra, ami miatt majdnem tökéletes rezonancia figyelhető meg köztük. Amíg a legbelső bolygó 8, a második 5 keringést végez, de a többi bolygó keringési idejének arányaira is hasonló, egész számokhoz nagyon közeli arányok adódnak. A bolygók egymás közötti gravitációja pedig hol lassítja, hol gyorsítja a keringésüket. Emiatt az észlelt fedések idejében eltérések jelennek meg, amiket fel lehet használni a bolygók tömegének kiszámolására.

További érdekesség, hogy a bolygók valószínűleg mindig ugyanazt az oldalukat mutatják a csillag felé, tehát az egyik félgömbjükön folyamatosan nappal, a másikon folytonos éjszaka van. Emiatt az időjárás merőben különbözik attól, amit a Földön tapasztalunk, hiszen ez nagyon erős hőmérsékletkülönbséget eredményez a két oldal között, rendkívül intenzív, állandó szeleket generálva a légkörben.

Ilyen lehet a látvány a TRAPPIST-1f bolygóról egy elképzelés szerint.
[NASA/JPL-Caltech]

A Spitzer felfedezése után a Hubble-űrtávcsővel a rendszerben négy bolygó légkörének alapos vizsgálatát kezdték el, ami között ott található a három, lakhatósági zónában keringő égitest is. Az eredmények alapján a bolygók légköre nem hidrogénből és héliumból áll, ami erősíti azt a feltételezést, hogy élet hordozására alkalmas, kőzetbolygókra jellemző légkör található rajtuk. Ellenkező esetben a rendkívül erős üvegházhatás miatt esély sem lenne az élet kialakulására.

Jelenleg a Kepler-űrtávcső végez megfigyeléseket a rendszerről, amely a Spitzernél négyszer hosszabb adatokat szolgáltat majd. Ezzel a hét bolygó tömege sokkal pontosabban lesz meghatározható, és akár távolabbiakat is felfedezhetnek. De az igazán izgalmas felfedezéseket majd a 2018-ban induló James Webb-űrtávcső fogja szolgáltatni. Az sokkal nagyobb érzékenységével képes lesz majd kimutatni például a légkörben lévő víz, metán, oxigén és ózon nyomait is. Emellett meghatározza majd a bolygók felszíni hőmérsékletét és nyomását, ezáltal a lakhatóságáról tudunk majd biztosabbat mondani.

Az eredményeket részletező szakcikk a Nature magazinban jelent meg.

Forrás:

• csillagaszat.hu 2017.02.24.