Mimoriadne chladný červený trpaslík a jeho sedem planét

, Autor:
V neobvykle bohatej sústave sú planéty veľkosti Zeme s miernymi teplotami. Astronómovia objavili sústavu so siedmimi planétami ležiacu len 40 svetelných rokov od Slnka.

Umelecká predstava toho, ako vyzerajú planéty okolo Trappist-1 na základe dostupných údajov o ich veľkosti, hmotnosti a orbitálnej vzdialenosti. Autor: NASA/JPL

Robotický ďalekohľad Trappist - South (Autor: E.Jehin / ESO)

S využitím kozmických aj pozemných prístrojov, vrátane ďalekohľadu ESO / VLT, sa vedcom podarilo pozorovať prechody planét cez disk materskej hviezdy, ktorou je mimoriadne chladný červený trpaslík s katalógovým označením Trappist-1. Tri z týchto planét navyše ležia v takzvanej obývateľnej zóne. To znamená, že na ich povrchu by sa mohli nachádzať oceány. Zvyšuje sa tak šanca, že by niektorá z planét mohla byť tiež domovom života. V tomto systéme sa nachádza doteraz najvyšší počet planét svojou veľkosťou podobných Zemi a zároveň najviac planét, na ktorých povrchu by sa mohla vyskytovať voda v kvapalnom stave. Článok oznamujúci tento objav bol publikovaný vo vedeckom časopise Nature.

 

Astronómovia využívajúci ďalekohľad Trappist-South (ESO / La Silla, Čile), ESO / VLT (Very Large Telescope, Paranal, Čile), kozmický teleskop Spitzer (NASA Spitzer Space Telescope) a ďalšie pozemné prístroja po celom svete [1] potvrdili existenciu najmenej siedmich malých extrasolárnych planét obiehajúcich okolo chladného červeného trpaslíka Trappist-1 [2]. Všetky planéty - označené podľa vzrastajúcej vzdialenosti od materskej hviezdy Trappist-1b, c, d, e, f, g, h - sú svojou veľkosťou porovnateľné so Zemou [3].

 

Poklesy jasnosti materskej hviezdy spôsobené prechodmi každej zo siedmich planét cez jej disk - takzvanými tranzitmi - astronómom umožňujú získať informácie o dráhe aj veľkosti planét a dovoľujú tiež odhadnúť ich zloženie [4]. Vedci týmto spôsobom zistili, že prinajmenšom šesť vnútorných planét tohto systému je svojou veľkosťou a teplotami na povrchu porovnateľných so Zemou.

 

Michaël Gillon (STAR ​​Institute, University of Liège, Belgicko), hlavný autor článku, neskrýva nadšenie z objavu: "Je to úžasný planetárny systém - nielen tým, koľko planét sme v ňom našli, ale hlavne preto, že sú všetky prekvapivo podobné Zemi! "

 

Trappist-1 je na hviezdne pomery naozaj drobnou stálicou s hmotnosťou len asi 8% Slnka. Svojou veľkosťou sotva prevyšuje planétu Jupiter. Preto je - aj napriek svojej relatívnej blízkosti - na oblohe len veľmi slabou hviezdičkou, ktorá leží v súhvezdí Vodnára. Astronómovia sa domnievajú, že práve tieto malé hviezdy by okolo seba na blízkych obežných dráhach mohli mať veľa planét veľkosti Zeme. To z nich robí sľubné ciele pri pátraní po mimozemskom živote. Trappist-1 je však prvým systémom tohto typu, ktorý sa podarilo nájsť.

 

Amaury Triaud, spoluautor práce, vysvetľuje: "Trpasličie hviezdy, ako je Trappist-1, vydávajú podstatne menej energie než Slnko. Pokiaľ na povrchu planét v takom systéme má existovať kvapalná voda, musia obiehať na oveľa bližších obežných dráhach, než v prípade Slnečnej sústavy. Našťastie sa zdá, že práve takú kompaktnú konfiguráciu systému máme pred sebou v prípade hviezdy Trappist-1. "

 

Členovia tímu z pozorovaní odvodili, že všetky nájdené planéty systému sú svojou veľkosťou podobné Zemi a Venuši, alebo len o málo menšie. Z odhadovanej hustoty vyplýva, že prinajmenšom šesť vnútorných planét sú kamenné telesá. Obežné dráhy týchto planét nie sú oveľa väčšie ako orbity veľkých mesiacov planéty Jupiter a sú teda oveľa menšie ako obežná dráha Merkúru okolo Slnka. Malá veľkosť materskej hviezdy Trappist-1 a jej nízka povrchová teplota spôsobujú, že množstvo energie dopadajúcej na povrch takto blízkych planét je porovnateľné s vnútornými planétami Slnečnej sústavy. Planéty Trappist-1c, Trappist-1d a Trappist-1f dostávajú od svojej hviezdy podobné množstvo energie ako Venuša, Zem a Mars.

 

Vďaka vzdialenosti obežných dráh sú niektoré z planét tohto systému vhodnejšími kandidátmi na výskyt kvapalnej vody, napriek tomu by sa za určitých okolností tekutá voda mohla vyskytovať na povrchu všetkých siedmich. Klimatické modely naznačujú, že vnútorné planéty Trappist-1b, c, d sú pravdepodobne príliš horúce a ak sa na nich kvapalná voda vyskytuje, tak len na malej časti povrchu. Veľkosť obežnej dráhy siedmej planéty v systéme - Trappist-1h - zatiaľ nie je určená dostatočne spoľahlivo. Napriek tomu sa zdá, že toto teleso je príliš ďaleko na to, aby sa na jeho povrchu mohla vyskytovať kvapalná voda (ak neberieme do úvahy ďalšie možné procesy ohrevu [5]). Planéty Trappist-1e, Trappist-1f a Trappist-1g predstavujú, svätý grál 'lovcov extrasolárnych planét. Obiehajú okolo svojej hviezdy v obývateľnej zóne a na ich povrchu by mohol byť oceán [6].

 

Táto nová štúdia urobila zo systému Trappist-1 veľmi významný cieľ budúcich výskumov. Vedci už v súčasnosti využívajú kozmický ďalekohľad HST (NASA / ESA Hubble Space Telescope) na pátranie po atmosférach planét. Člen tímu Emmanuel Jehin načrtáva nadchádzajúce možnosti: "S budúcou generáciou prístrojov, napríklad pomocou ďalekohľadu ESO / ELT (European Extremely Large Telescope) alebo kozmického teleskopu JWST (NASA / ESA / CSA James Webb Space Telescope), budeme schopní už čoskoro pátrať po vode a dokonca dôkazoch existencie života na týchto planétach. "


Poznámky

 

[1] Okrem kozmického teleskopu Spitzer (NASA Spitzer Space Telescope) členovia tímu využili rad pozemných ďalekohľadov: Trappist-South (ESO / La Silla Observatory, Chile); prístroj HAWK-I na ďalekohľade ESO / Very Large Telescope (Paranal Observatory, Chile); Trappist-North (Maroko); ďalekohľad UKIRT (3,8 m zrkadlo, Havaj), Liverpool telescope (2m zrkadlo, La Palma, Kanárske ostrovy); William Herschel Telescope (4m zrkadlo, La Palma, Kanárske ostrovy) a SAAO telescope (1m zrkadlo, Juhoafrická republika).

 

[2] Ďalekohľad Trappist-South (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope-South) je belgický robotický prístroj s priemerom 0,6 m, ktorý prevádzkuje University of Liège. Pracuje na observatóriu ESO / La Silla v Čile. Väčšinu pozorovacieho času vykonáva monitoring jasnosti asi 60 najbližších mimoriadne chladných červených a hnedých trpaslíkov. Pátra tak po prípadných tranzitoch planét. Ďalekohľady Trappist-South a Trappist-North sú predchodcami systému speculoos, ktorý je v súčasnosti inštalovaný na observatóriu ESO / Paranal.

 

[3] Na začiatku roka 2016 oznámil tím astronómov rovnako pod vedením Michaela Gillona objav troch planét obiehajúcich okolo hviezdy Trappist-1 (eso1615). Svoje následné pozorovania tohto systému zintenzívnili predovšetkým vďaka trojitému tranzitu, ktorý sa im podarilo pozorovať pomocou prístroja HAWK-I a ďalekohľadu VLT. Tento úkaz potvrdil, že okolo hviezdy obieha minimálne jedna ďalšia neznáma planéta. Pozorovaná svetelná krivka prvýkrát v histórii zachytáva trojicu Zemi podobných planét s priaznivými teplotnými podmienkami (dve z nich sa navyše nachádzajú v obývateľnej zóne) prechádzajúci naraz cez disk svojej hviezdy.

 

[4] Ide o jednu z hlavných metód, ktorú astronómovia používajú na identifikáciu prítomnosti planét okolo vzdialených hviezd. Sledujú svetlo prichádzajúce od hviezdy a pátrajú po poklese jasnosti, ku ktorému dochádza v okamihu, keď planéta prechádza pred diskom svojej materskej hviezdy (nachádza sa v blízkosti spojnice medzi hviezdou a Zemou). Tomuto úkazu astronómovia hovoria tranzit. Keďže planéta obieha okolo hviezdy periodicky, očakáva sa, že tranzity a teda aj poklesy jasnosti hviezdy budú pravidelné.

 

[5] Mohlo by ísť o slapové zahrievanie, pretože gravitačná sila hviezdy spôsobuje pravidelné deformácie telesa, ktoré vedú k uvoľňovaniu tepla vo vnútri planéty prostredníctvom trenia (tidal heating). Tento proces napríklad udržiava aktívny vulkanizmus na Jupiterovom mesiaci Io. Pokiaľ si planéta Trappist-1h zároveň uchovala prvotnú atmosféru bohatú na vodík, mohli by byť teplotné straty veľmi nízke.

 

[6] Tento objav tiež predstavuje najpočetnejšie známe usporiadanie planét, ktoré obiehajú po dráhach v blízkosti vzájomnej rezonancie. Astronómovia starostlivo zmerali periódy obehu planét okolo hviezdy Trappist-1 a následne spočítali pomer doby obehu každej planéty k perióde jej vzdialenejšieho suseda. Šesť vnútorných planét systému Trappist-1 má pomer period obehu veľmi blízko podielu malých celých čísel (napríklad 5: 3 alebo 3: 2). To znamená, že planéty pravdepodobne vznikli spoločne vo väčšej vzdialenosti od hviezdy a počas vývoja sa presunuli na dráhy v súčasnej konfigurácii. Ak to tak bolo, mohlo by sa jednať o planéty s nízkou hustotou bohaté na prchavé látky, čo by naznačovalo prítomnosť ľadového povrchu a (alebo) atmosféry.

 

Ďalšie informácie

Výskum bol prezentovaný v článku s názvom "Seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star Trappist-1" autorov M. Gillon a kol., Ktorý bol uverejnený vo vedeckom časopise Nature.

 

Zloženie tímu:

 

  • M. Gillon (Université de Liège, Liège, Belgicko),
  • A.H.M.J. Triaud (Institute of Astronomy, Cambridge, UK),
  • B.-O. Demory (University of Bern, Bern, Švajčiarsko; Cavendish Laboratory, Cambridge, UK),
  • E. Jehin (Université de Liège, Liège, Belgicko),
  • E. Agol (University of Washington, Seattle, USA; NASA Astrobiology Institute 's Virtual Planetary Laboratory, Seattle USA),
  • K.M. Deck (California Institute of Technology, Pasadena, CA, USA),
  • S.M. Lederer (NASA Johnson Space Center, Houston, USA),
  • J. de Wit (Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA),
  • A. Burdanov (Université de Liège, Liège, Belgicko),
  • J.G. Ingalls (California Institute of Technology, Pasadena, California, USA),
  • E. Bolmont (University of Namur, Namur, Belgicko; Laboratoire AIM Paris-Saclay, CEA / DRF - CNRS - Univ. Paris Diderot - IRFU / SAp, Centre de Saclay, Francúzsko),
  • J. Leconte (Univ. Bordeaux, Pessac, Francúzsko),
  • S.N. Raymond (Univ. Bordeaux, Pessac, Francúzsko),
  • F. Selsis (Univ. Bordeaux , Pessac, Francúzsko),
  • M. Turbet (Sorbonne Universités, Paris, Francúzsko),
  • K. Barkaoui (Oukaimeden Observatory, Marrakesh, Maroko),
  • A. Burgasser (University of California, San Diego, California, USA),
  • M.R. Burleigh (University of Leicester, Leicester, UK),
  • S.J. Carey (California Institute of Technology, Pasadena, CA, USA),
  • A. Chaushev (University of Leicester, UK),
  • C.M. Copperwheat (Liverpool John Moores University, Liverpool, UK),
  • L. Delrez (Université de Liège, Liège, Belgicko; Cavendish Laboratory, Cambridge, UK),
  • S.K. Fernandes (Université de Liège, Liège, Belgicko),
  • D.L. Holdsworth (University of Central Lancashire, Preston, UK),
  • E.J. Kötz (South African Astronomical Observatory, Cape Town, Juhoafrická republika),
  • V. Van Grootel (Université de Liège, Liège, Belgicko),
  • Y. Almleaky (King Abdulaziz University, Jeddah, Saudská Arábia; King Abdullah Centre for Crescent Observations and Astronomy, Makkah Clock, Saudská Arábia),
  • Z. Benkhaldoun (Oukaimeden Observatory, Marrakesh, Maroko),
  • P. Magain (Université de Liège, Liège, Belgicko) a
  • D. Queloz (Cavendish Laboratory, Cambridge, UK; Astronomy Department, Geneva University, Švajčiarsko).

 

 

ESO je najvýznamnejšia medzivládna astronomická organizácia Európy, ktorá v súčasnosti prevádzkuje jedny z najproduktívnejších pozemných astronomických observatórií sveta. ESO podporuje celkom 16 krajín: Belgicko, Brazília, Česká republika, Dánsko, Fínsko, Francúzsko, Taliansko, Nemecko, Holandsko, Portugalsko, Rakúsko, Španielsko, Švédsko, Švajčiarsko, Veľká Británia a Čile ako hostiaci štát. ESO uskutočňuje ambiciózny program zameraný na návrh, konštrukciu a prevádzku výkonných pozemných pozorovacích komplexov umožňujúci astronómom dosiahnuť významné vedecké objavy. ESO tiež hrá vedúcu úlohu pri podpore a organizácii celosvetovej spolupráce v astronomickom výskume. ESO prevádzkuje tri unikátne pozorovacie strediská svetového významu nachádzajúce sa v Čile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Paranal, najvyspelejšom astronomickom observatóriu sveta pre viditeľnú oblasť, pracuje Veľmi veľký ďalekohľad (VLT) a tiež dva ďalšie prehliadkové teleskopy - VISTA a VST. Ďalekohľad VISTA pozoruje v infračervenej časti spektra a je najväčším prehliadkovým teleskopom na svete, ďalekohľad VST je najväčším teleskopom navrhnutým k prehliadke oblohy vo viditeľnej oblasti spektra. ESO je významným partnerom revolučného astronomického teleskopu ALMA, najväčšieho astronomického projektu súčasnosti. Neďaleko Paranal v oblasti Cero Armazones stavia ESO nový ďalekohľad ELT (Extremely Large Telescope), ktorý sa stane "najväčším okom pozerajúcim do vesmíru".

 

odkazy:

vedecký článok

stránky systému Trappist-1

ESOcast 96 - predstavenie systému Trappist-1 (video)

tlačová správa NASA / Spitzer

zábery ďalekohľadu VLT

 

kontakty:

 

  1. Viktor Votruba - národná kontakt ČR, Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika, votruba@physics.muni.cz
  2. Jiří Srba - preklad do češtiny, Hvezdáreň Valašské Meziříčí, ČR, jsrba@astrovm.cz
  3. Michaël Gillon - University of Liège, Liège, Belgium, Tel .: +32 43 669 743, michael.gillon@ulg.ac.be
  4. Amaury Triaud - University of Cambridge, Cambridge, United Kingdom, Tel .: +44 1223 766 690, aht34@cam.ac.uk
  5. Emmanuel Jehin - University of Liège, Liège, Belgium, Tel .: +32 495237298, ejehin@ulg.ac.be
  6. Brice-Olivier Demory - University of Bern, Bern, Switzerland, Tel .: +41 31 631 51 57, brice.demory@csh.unibe.ch
  7. Richard Hook - ESO Public Information Officer, Garching bei München, Germany, Tel .: +49 89 3200 6655, rhook@eso.org

 

 

Kontakty na Astronomický ústav AV:

 

  1. Dr. Petr Kabath, stelárne oddelenie Astronomického ústavu AV ČR -  petr.kabath@asu.cas.cz , 323 620 143
  2. Pavel Suchan - tlačový tajomník Astronomického ústavu AV ČR - suchan@astro.cz , 737 322 815

 

Z českej tlačovej správy preložil Peter Kráčalík.