NASA: Minden eddiginél lenyűgözőbb bolygórendszer akadt horogra

A TRAPPIST-1 és bolygói

Hét kisebb, nagyjából Föld nagyságú bolygó kering egy csillagászati értelemben véve közelinek számító csillag körül, jelentették be kutatók a NASA szerdai sajtótájékoztatóján. Hasonló bolygórendszert idáig még nem sikerült találni. Ha a most felfedezettre emlékeztető rendszerek elterjedtnek számítanak, az azt jelentheti, hogy galaxisunk rogyásig van Föld-szerű bolygókkal.

A Tejútrendszerben a legtöbb csillag a mi Napunknál jóval apróbb és halványabb. A kistömegű csillagok – amelyek mindössze 80-szor nagyobb tömegűek a Jupiternél – maghőmérséklete éppen csak eléri azt az értéket, hogy bennük a hidrogén héliummá alakulhasson. Fényességük csupán ezrede Napunkénak.

Az ilyen kistömegű csillagok közé tartozik a TRAPPIST-1 "ultrahűvös" vörös törpe is, amely mindössze 39 fényévre található a Naprendszertől. Nem számít ismeretlennek a csillagászok előtt, 2016-ban ugyanis sikerült három bolygót is észlelni körülötte, most pedig újabb négy akadt a horogra.

A TRAPPIST-1 és bolygói. A három legbelső bolygó túl forró, a legkülső túl hideg ahhoz, hogy folyékony víz, ezáltal pedig élet legyen rajta. A három középső planéta viszont nagyon ígéretesnek tűnik Forrás: NASA/JPL-Caltech

Egy 7 tagú bolygórendszerről van tehát szó, és ami még izgalmasabbá teszi a felfedezést, az az a tény, hogy

hat planétája minden bizonnyal olyan tömegű és nagyságú, mint a Föld.

A legkülső bolygó tömege, keringési ideje, valamint társaira gyakorolt hatása egyelőre nem ismert.

Ezeket is tranzitmódszerrel találták meg

Az elmúlt évtizedben több ezer, Naprendszeren túli bolygót sikerült felfedezni az úgynevezett tranzit fotometria módszerével. Ha egy planéta elhalad a csillaga előtt (tranzit), akkor kitakar valamennyit annak fényéből, és e fényességváltozás alapján következtetnek a szakemberek a megfigyelt bolygó létére és méretére. A kistömegű csillagok közelében remekül lehet Föld méretű bolygókra vadászni, köszönhetően annak, hogy a csillag nagy része a tranzit során kitakaródik, így könnyen észlelhetővé válik a kutatóeszközök számára az előtte elhaladó objektum.

A TRAPPIST-1 bolygórendszer Forrás: NASA/JPL-Caltech

Michael Gillon, a belgiumi Liége Egyetem csillagásza és munkatársai 2010-ben kezdték alaposabban tanulmányozni a Nap közelébe eső, kisebb tömegű csillagokat egy 60 centiméter tükörátmérőjű chilei robotteleszkóp, a TRAPPIST segítségével.

A TRAPPIST-1 megtalálása után intenzív földi megfigyeléseknek vetették alá a csillag környékét, a kutatómunkába a NASA infravörös tartományban működő Spitzer űrtávcsövét is bevonták.

Gillon a kollégáival 34 tiszta bolygóátvonulást jegyzett le, ami összesen 7 bolygó létezésére szolgáltatott bizonyítékot.

Érdekes hasonlóság

Az eredmények azt mutatják, hogy a TRAPPIST-1 egy nagyon kompakt, rendezett bolygórendszer. Hat belső planétájának keringési periódusa „közel rezonáns" – amíg a legbelső bolygó nyolcszor kerüli meg a csillagát, addig egyazon időben a második ötször, a harmadik háromszor, a negyedik kétszer teszi meg ugyanezt. Az elrendezés következtében a bolygók periodikus gravitációs hatással vannak egymásra, ami miatt eltolódások észlelhetők a megfigyelt tranzitidőkben. Ezt a jelenséget használták ki a kutatók a bolygók tömegének megbecsüléséhez.

A fenti ábrán a TRAPPIST-1 és a Naprendszer kőzetbolygóinak néhány adata szerepel a Föld megfelelő adatával összehasonlítva. A hét bolygó közül hatnak ismerjük a keringési periódusát, ezek közül a legbelső (b) 1,5 nap alatt, a legkülső (g) 12,35 nap alatt kerüli meg egyszer a csillagát Forrás: NASA/JPL-Caltech - Origo

A tanulmány azt is írja, hogy a bolygórendszer erősen emlékeztet a Jupiter és a négy legnagyobb holdja (az úgynevezett Galilei-holdak) által alkotott rendszerre, habár a TRAPPIST-1 planétái körülbelül 80-szor nagyobbak a gázóriás égi kísérőinél. Emiatt a kutatók arra következtetnek, hogy a most vizsgált rendszer bolygói és a Galilei-holdak kialakulása és fejlődése valamilyen szinten hasonló módon mehetett végbe.

Sokkal több Föld-szerű bolygó lehet, mint azt eddig hittük

Az elmúlt évek során egyre több bizonyíték gyűlt össze arra vonatkozólag, hogy galaxisunkban hemzsegnek a Föld méretű bolygók. Gillon szerint azonban az új eredmények arra utalnak, hogy az ilyenfajta planéták minden eddigi képzeletünket felülmúló számban lehetnek jelen a Tejútrendszerben, többségüket viszont – technikai korlátaink miatt - egyszerűen nem vagyunk képesek megtalálni a Földről. Éppen ezért is mondható jelentősnek, hogy ilyen kis mintában sikerült hét Föld méretű bolygó létezésére is fényt deríteni.

Gőzerővel folytatódnak a kutatások

A munka természetesen nem áll le, Gillon hamarosan kiterjeszti kutatásait más, a Nap közelében található kisebb csillagokra is.

A projekt a SPECULOOS nevet viseli, és négy földi, 1 méteres tükörátmérőjű távcsövet fog alkalmazni.

Segítségükkel az eddiginél tízszer több csillagot lesznek majd képesek megfigyelni.

Emellett a NASA 2018-ban tervezi elindítani TESS névre keresztelt űrteleszkópját, amellyel több mint 200 ezer csillag, köztük a 10 ezer legközelebbi törpecsillag környékét fogják tüzetesebben vizsgálni a tudósok.

Nem tudni, van-e víz vagy élet rajtuk

Egyelőre lehetetlen megmondani, milyen körülmények uralkodhatnak a hét planétán, ennek kiderítése valószínűleg a hamarosan induló James Webb infravörös űrtávcső feladata lesz majd. Az űreszköz képes lesz a légköri összetevőket és a bolygók termikus emisszióját is detektálni, amik alapján képet kaphatunk nagyjából a bolygók összetételéről és klímájáról. Ugyancsak kérdéses, hogy létezik vagy létezett-e folyékony víz ezeken az égitesteken. Ennek eldöntése szintén nem egyszerű feladat, azonban három bolygó (Trappist-1e, Trappist-1f, Trappist-1g) a lakhatósági zónába esik, így nem kizárt, hogy ezeken akár kiterjedt óceánok is terpeszkedhetnek. Ha igen, a víz jelenlétét az Európai Déli Obszervatórium (ESO) Rendkívül Nagy Európai Távcsője (E-ELT) is ki tudja majd mutatni.

Művészi illusztráció a Trappist-1f bolygó felszínéről Forrás: NASA/JPL-Caltech

Habár a planéták becsült sűrűsége arra utal, hogy összetételük hasonló a Földéhez, előfordulhat, hogy nagyobb mennyiségben tartalmazhatnak illékony anyagokat (víz- és egyéb jegeket). A kutatók azt is gyanítják, hogy akárcsak a Galilei-holdak esetében, a TRAPPIST-1 bolygóinál is érvényesülhet az árapályfűtés jelensége, mely a közel-rezonáns pályákra vezethető vissza. Naprendszerünkben a Jupiter által keltett árapályerő fűti például az Ió vulkánjait és az Európé feltételezett belső óceánját.

A legtöbbeket foglalkoztató talány persze az, hogy kialakulhatott-e élet az említett égitestek valamelyikén. Természetesen erre sincs válasz, de a kutatók szerint

a TRAPPIST-1-hez hasonló csillagok akár 10 billió évvel is képesek túlélni a Nap halálát,

így ha még nem is alakultak ki rajtuk létformák, erre bőven lesz idő.

Elképesztően hosszú ideig élnek a vörös törpék

A vörös törpék igen kevés fényt sugároznak ki, és annak is nagy része az infravörös tartományba esik. Az alacsony kisugárzás és felszíni hőmérséklet a csillag hidrogén tartalmának nagyon lassú elégetéséből adódik. Ez elképesztően megnyújtja a vörös törpe várható életidejét, ami így akár több billió évre is rúghat. Ez az idő olyan hosszú, hogy a világegyetem keletkezése óta még egyetlen vörös törpe sem élte le az életét.

A felfedezésről a kutatók a Nature magazinban számoltak be.