Planety z układu TRAPPIST-1 mogą być bogate w wodę
Międzynarodowy zespół naukowców opublikował cztery prace opisujące układ planetarny TRAPPIST-1, uważany obecnie za najciekawsze miejsce do poszukiwań śladów życia poza Układem Słonecznym. Po raz pierwszy o odkryciu tego układu poinformowano w lutym ubiegłego roku, a publikacje, które ukazały się teraz na łamach czasopism "Nature Astronomy" i "Astronomy and Astrophysics", przedstawiają najnowsze wyniki jego badań, w tym dowody na to, że wszystkie siedem planet to planety skaliste, które mogą zawierać wodę w różnej postaci.
Nazwa TRAPPIST-1 pochodzi od teleskopu Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope w Europejskim Obserwatorium Południowym (ESO) w La Silla w Chile, z pomocą którego w 2016 roku dokonano odkrycia pierwszych dwóch planet tego układu. Z pomocą należącego do NASA Spitzer Space Telescope i innych naziemnych teleskopów (w tym należącego do ESO teleskopu VLT) nie tylko potwierdzono to odkrycie, ale zaobserwowano kolejnych pięć planet. Wszystkie krążą wokół zimnego karła, około 40 lat świetlnych od Ziemi. Obserwacje z pomocą między innymi teleskopów kosmicznych Keplera, Spitzera i Hubble'a pozwoliły odkryć nieco ich tajemnic.
"Po odkryciu tego niewiarygodnego systemu planetarnego koniecznie chcieliśmy się dowiedzieć o TRAPPIST-1 czegoś więcej" - mówi współautor wszystkich czterech prac, dr Amaury Triaud z University of Birmingham. "Po roku publikujemy nasze wyniki. Dzięki nim planety TRAPPIST-1 są w tej chwili najlepiej zbadanymi światami poza Układem Słonecznym" - zaznacza.
Pierwsza praca przynosi wyniki dotyczące samej gwiazdy, która jest centrum układu, druga przedstawia doprecyzowane wyniki pomiarów promieni planet, trzecia koncentruje się na ich masach, czwarta wreszcie przedstawia wyniki wstępnych obserwacji ich atmosfer. Wszystkie wskazują na to, że siedem planet może na wiele sposobów przypominać skaliste planety naszego układu, w tym być może także Ziemię. Wszystkie są w większości zbudowane ze skał, każda z nich może zawierać nawet do 5 proc. wody. To wielokrotnie więcej niż na Ziemi, gdzie oceany stanowią zaledwie 0,02 masy naszej planety. Chłodny karzeł w centrum układu TRAPPIST-1 ma masę sięgającą zaledwie 9 proc. masy Ziemi. Planety krążą zdecydowanie bliżej niż w Układzie Słonecznym. Choć orbity wszystkich z nich zamknęłyby się wewnątrz orbity Merkurego, promieniowanie gwiazdy jest na tyle słabe, że temperatura na każdej z planet daje szanse na istnienie tam wody. W przypadku najbliższych planet woda może tam być w postaci pary, w przypadku najdalszych - w postaci lodu. Czwarta w kolejności planeta TRAPPIST-1e wydaje się najbliższa temperaturą Ziemi - to na niej woda teoretycznie mogłaby utrzymać się w fazie ciekłej. Nie można wykluczyć, że planety krążą stale zwrócone do swej gwiazdy jedną półkulą. To sprawia, że warunki na wystawionej na promieniowanie półkuli mogą znacząco różnić się od tej zacienionej.
"Jeśli powiążemy ze sobą wszystkie nowe wyniki dotyczące mas i promieni planet oraz doprecyzowane informacje na temat gwiazdy, dostaniemy istotne dane na temat ich gęstości i wewnętrznego składu" - zauważa dr Triaud. Wszystkie siedem planet znacząco przypomina Merkurego, Wenus, Marsa i Ziemię wraz z Księżycem.
"Same gęstości, choć istotne dla szacunków składu planet, nie wystarczą, by ocenić szanse na pojawienie się tam życia" - mówi prof. Brice-Olivier Demory z University of Bern. "Jednak nasze wyniki są istotnym krokiem naprzód w badaniach, czy te planety mogłyby życie podtrzymać" - podkreśla.
Jak tłumaczy Simon Grimm z University of Bern, planety układu TRAPPIST-1 są na tyle blisko siebie, że ich wzajemne oddziaływanie zmienia nieco czasy przejścia przed gwiazdą. Ponieważ przesunięcia te zależą od mas i odległości planet, ich obserwacja pozwala lepiej te parametry ustalić. Pomagają w tym symulacje komputerowe.
Najbardziej wewnętrzne planety TRAPPIST-1b i c mają prawdopodobnie skaliste jądra i i otacza je znacznie grubsza od ziemskiej atmosfera. TRAPPIST-1d jest najlżejszą z planet w tym układzie, ma masę rzędu 30 proc. masy Ziemi. Naukowcy nie wiedzą, czy ma rozległą atmosferę, ocean, czy warstwę lodu. TRAPPIST-1e jest jedyną planetą w systemie o nieco większej gęstości niż Ziemia. To sugeruje, że może mieć gęste żelazne jądro. Wydaje się najbardziej zbliżona do Ziemi nie tylko pod wzgledem rozmiaru i gestości, ale też ilości padającego na nią promieniowania. Planety TRAPPIST-1f, g, h są na tyle odległe od swojej gwiazdy, że woda może tam pozostawać w formie lodu. Nie wyklucza się, że mogą mieć cienką atmosferę.
Można przewidywać, że jeśli będziemy gdzieś wypatrywać oznak życia, to w najbliższym czasie właśnie tam. Jego istnienie, choć wciąż mało prawdopodobne, nie wydaje się tam niemożliwe. Układ TRAPPIST-1 będzie z pewnością obiektem badań prowadzonych z pomocą najnowszych teleskopów, m.in. budowanego przez ESO Ekstremalnie Wielkiego Teleskopu (ELT) i wysyłanego w tym roku przez NASA, ESA i CSA w kosmos Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba.
Grzegorz Jasiński
