Niesamowite odkrycie siedmiu planet w układzie Trappist-1

0

NASA opublikowała sensacyjne odkrycie układu planetarnego z aż siedmioma skalistymi planetami w strefie życia, który znajduje się całkiem blisko nas. Wiele intrygujących odkryć naukowych przechodzi bez echa w głównonurtowych mediach, ale to odbiło się szerokim echem. Nawet Google jeden dzień po odkryciu przygotował okolicznościowe Doodle.

Animated GIF - Find & Share on GIPHY

Fakty

Ok, ale jakie są fakty? Gwiazda wokół której znaleziono planety nazywa się Trappist-1. Nazwa pochodzi od belgijskiego teleskopu Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST) zlokalizowany na pustyni Atakama w Chile. Co ciekawe „trappist” to również nazwa słynnego belgijskiego piwa (teraz już wiemy jakim trunkiem trzeba oblać to odkrycie).

Już w 2015 odkryto 3 planety obiegające tę gwiazdę. Było to na tyle ciekawe odkrycie, że na Trappist-1 zwrócono oczy teleskopów VLT (Very Large Telescope – europejski, zlokalizowany również w Chile) oraz kosmiczny teleskop Spitzera (amerykański, obserwuje wszechświat na falach podczerwieni). Teraz NASA ogłosiła, że układ Trappist-1 obiega aż 7 skalistych planet w odległości odpowiedniej do istnienia na niektórych z nich wody w stanie ciekłym. A skoro może tam być woda to i potencjalnie życie. Do tego system Trappist-1 jest oddalony do Układu Słonego o jedyne 39 lat świetlnych. To w skali kosmicznej bardzo, bardzo blisko!

Szczegóły

Gwiazda Trappist-1 to tak zwany bardzo zimny czerwony karzeł. Na poniższej grafice widać dokładnie dlaczego jest to… Karzeł. Jest to gwiazda o wiele mniejsza od Słońca. Jest tak mała, że jest tylko niewiele większa od Jowisza.

Wszystkie siedem planet Trappist-1 krąży bardzo blisko swojej gwiazdy. Tak blisko jak księżyce wokół Jowisza. No powyższej grafice bardzo dobrze to widać.

Teraz spójrzmy na tę podziałkę na dole – Orbital period. Tutaj jest pokazane na skali logarytmicznej (jeśli się nie mylę;) czas obrotu planet wokół swoich gwiazd (i księżyców wokół Jowisza). Najbliższa planeta – Trappist-1b – okrąża swoją gwiazdę w około 36 godzin. A najdalej położona Trappist-1h potrzebuje 20 dni. Oznacza to, że rok na każdej z tych planet jest bardzo bardzo krótki! Rok, który trwa 36 godzin?! Przyzwyczailiśmy się do roku trwający 365 dni, ale ta liczba jest dziełem przypadku. Na Wenus rok trwa 224 dni, a na Marsie jest to już 686 dni.

Na powyższej grafice widać jeszcze jeden ciekawą różnicę – cztery planety z układu Trappist-1 mają większą średnicę od Ziemi (planety b, c, f i g), ale tylko dwie są od Ziemi cięższe (planety c i g).

Co również dobrze widać, lub nie, to fakt, że to jak rzeczywiście wyglądają planety z układu Trappist-1 nie wiemy. To tylko grafiki pozwalające nam lepiej ogarnąć umysłem suche dane. Planety te zostały wykryte używając tak zwanej metody tranzytów. Polega on na tym, że obserwuje się daną gwiazdę przez pewien okres czasu i szuka się maleńkich, maciupkich zmian jej jasności spowodowanych przejściem planety między gwiazdą a punktem obserwacji. Bardzo dobrze wizualnie pokazuje to poniższe wideo:

Jest to niesamowita technologia. Zmiany jasności gwiazdy są niesamowicie malutkie. A i tak potrafimy to odkryć. Ostatnia planeta, a dokładnie jej tranzyt przed tarczą gwiazdy, został zaobserwowany tylko jeden raz, więc układ planetarny Trappist-1 może się jeszcze w przyszłości powiększyć.

Planety w układzie Trappist-1 obiegają swoją gwiazdę bardzo blisko. Gdyby obiegały Słońce w takiej odległości, to wszystkie byłyby doszczętnie spalone. Ale Trappist-1 to zimny karzeł, który spala wodór bardzo powoli. Najbliżej okrążająca go planeta oznaczona literką b, dostaje tylko 4 razy więcej światła niż Ziemia. Natomiast planety c, d i f otrzymują dawkę energii podobną do Wenus, Ziemi i Marsa. Z tego powodu w układzie Trappist-1 właśnie planety c, d i f znajdują się w tak zwanej strefie życia – czyli w miejscu, w którym woda może występować w stanie ciekłym.

Czy występuje? Tego nie wiemy. Potrzebujemy dalszych obserwacji i nowych instrumentów badawczych takich jak konstruowany od wielu lat Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, który ma być wystrzelony w 2018 roku.

Niestety wszystkie planety z układu Trappist-1 mogą zachowywać się jak nasz Księżyc, to znaczy zawsze być zwróconym tą samą stroną planety w kierunku swojej gwiazdy. A to oznacza ogromne nagrzewanie z jednej strony, a z drugiej wieczne ciemności. Jeśli atmosfera tych planet jest cienka, wtedy oznacza to ogromne różnice temperatur na powierzchni. Gdyby jednak atmosfera była wystarczajaco gruba, wtedy możliwa jest wymiana ciepła ze strony dziennej na nocną.

Co dalej?

Czy możliwe jest tam powstanie życia? Zapewne tak. Ale jakie to będzie życie przy tak dziwnych warunkach klimatycznych?

Kolejna sprawa to odległość. 39 lat świetlnych jakie dzieli nas od Trappist-1 to „rzut beretem” z kosmicznej perspektywy ale dla nas nadal nieosiągalna odległość. Przypomnijmy, że 39 lat świetlnych oznacza, że dotarlibyśmy tam w 39 lat, gdybyśmy podróżowali w prędkością światła, czyli 299 792 458 m/s. Niestety prawa znanej nam fizyki mówią, że nic co ma masę, nie może osiągnąć tej prędkości.

Najbardziej realistyczna w tej chwili koncepcja (która i tak brzmi jak science fiction) to tak zwany projekt Breakthrough Starshot. Zakłada on wysłanie flotylli 1000 maleńkich stateczków przypominających wielkością znaczek pocztowy, które miałby małą masę (kilka gramów) ale stosunkowo dużą powierzchnię. To koncepcja statków kosmicznych z tak zwanym kosmicznym żaglem. Napędzane by one były strzałami z gigantycznych laserów, które potencjalnie rozpędziłby takie znaczki do 20% prędkości światła, czyli do 215 milionów km/h. Podróż do Alfa Centauri (najbliższej Słońcu gwiazdy – 4 lata świetlne) zajęłaby im 20 lat. Teoretycznie jest to coś, czego moglibyśmy dożyć (jeśli będziemy zdrowo żyli ;) A przypomnijmy, że niedawno odkryliśmy planetę Proxima Centauri b, więc jest po co lecieć.

Opowiadanie o odległościach we wszechświecie zawsze wywołuje depresyjne nastroje. Trzeba jednak patrzeć na to pozytywnie. Jeszcze 22 lata temu nie znaliśmy żadnej planety pozasłonecznej, a teraz znamy ich blisko 3 tysięcy. Trzeba więc pracować nad rozwojem technologii, aby w przyszłości dokonać tego, co teraz wydaje się nam niemożliwe.

Źródła: NASA, Arstechnica.