Astronómovia objavili planetárnu sústavu, ktorá leží len 40 svetelných rokov od Slnka. Využili kozmické, ale aj pozemné ďalekohľady vrátane VLT organizácie ESO.
Podarilo sa im pozorovať prechody siedmych planét cez disk materskej hviezdy (označená TRAPPIST-1). Tri z nich sú v takzvanej obývateľnej zóne. Takže je pravdepodobné, že na povrchoch planét sa môžu nachádzať oceány.
Tento planetárny systém má zatiaľ najvyšší počet planét veľkosťou podobných Zemi a na povrchu ktorých sa môže nachádzať voda v kvapalnom stave.
Článok publikoval časopis Nature.
Kredit: ESO/M. Gillon et al.
Podľa dát z ďalekohľadu TRAPPIST-South (ESO/La Silla), kozmického ďalekohľadu Spitzer, VLT (Paranal) a ďalších prístrojov sa potvrdila existencia najmenej siedmich malých extrasolárnych planét, ktoré obiehajú okolo červeného trpaslíka s katalógovým označením TRAPPIST-1. Sú označene Trappist 1b, c, d, e, f, g, h.
Pravidelné prechody planét popred disk materskej hviezdy (tranzity) umožnili astronómom zozberať celkom presné údaje o ich veľkosti. Podarilo sa odhadnúť aj zloženie jednotlivých. Minimálne šesť planét je svojou veľkosťou a teplotou na povrchu zrovnateľných so Zemou.
Hviezda TRAPPIST-1 je veľmi malá. Jej hmotnosť je približne 8 % hmotnosti Slnka a je o chlp väčšia ako Jupiter. Vyžaruje oveľa menej energie ako Slnko.
Aby sa na planétach mohla udržať voda v kvapalnom stave, musia obiehať veľmi blízko materskej hviezdy. Podľa autorov článku v Nature sa zdá, že tento planetárny systém to spĺňa.
Voda sa môže nachádzať na povrchu všetkých siedmych planét. Dáta ale naznačujú, že planéty TRAPPIST-1b, c a d sú príliš horúce a voda v kvapalnom stave sa tam môže udržať len na malej časti ich povrchu. Obežná dráha poslednej planéty (TRAPPIST-1h) zatiaľ nie je určená dostatočne presne, ale zdá sa, že už obieha príliš ďaleko na to, aby sa na jej povrchu mohla nachádzať voda v kvapalnom stave. V “obývateľnej zóne” sa nachádzajú tri planéty (TRAPPIST-1e,f,g). Je možné, že aj posledná planéta spomenutého systému má na povrchu vodu v kvapalnom stave ak zoberieme do úvahy slapové trenie a budeme predpokladať, že planéta má dostatočne hustú atmosféru.
Voda na povrchu planét sa dokázala nepriamo. Astronómovia podrobne merali periódy obehu jednotlivých planét a porovnali ich s periódami vzdialenejších susedov. Ukázalo sa, že planéty obiehajú v rezonancii (pomery sa hýbu v blízkosti celých malých čísel). Ak to tak skutočne je, planéty vznikli spoločne vo väčšej vzdialenosti od hviezdy a na súčasné obežné dráhy sa presunuli neskôr. To zároveň aj naznačuje, že planéty môžu mať nízku hustotu (viac prchavých látok na povrchu). Takže na povrchu planét môže byť ľadový oceán a/alebo atmosféra.
Ďalekohľad TRAPPIST-South (Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope) je belgický robotický ďalekohľad nachádzajúci sa v La Silla v Chile (v tejto oblasti sú aj ďalekohľady organizácie ESO). Priemer zrkadla je 60cm. Ďalekohľad sa ovláda na diaľku z belgického mesta Liege a je umiestnený v kupole, kde bol predtým 40cm švajčiarsky ďalekohľad Swiss T70. Ďalekohľad je výsledok spolupráce Univerzity v Liege a observatória v Ženeve (Švajčiarsko). Okrem iných vecí sa ďalekohľad zameriava na pozorovanie komét a exoplanét.
Team úzko spolupracuje s teamom obsluhujúcim zariadenie HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher). Toto zariadenie je v ohnisku 3,6 metrového ďalekohľadu na La Silla. Ďalej spolupracuje s teamom okolo prístroja CORALIE, ktorý je v ohnisku 1,2 metrového ďalekohľadu Leonhard Euler Telescope (tiež sa nachádza na La Silla).
V máji 2016 v časopise Nature členovia teamu zverejnili objav troch exoplanét okolo extrémne chladného červeného trpaslíka 2MASS J23062928-052285 (teraz označený ako TRAPPIST-1). Fotometrickým pozorovaním sa podarilo detegovať 3 tranzitujúce exoplanéty. Ďalšími pozorovaniami, sa zistilo, že planéty sú veľkosťou podobné Zemi a sú “rezonančne slapovo uzamknuté” k svojej materskej hviezde. To naznačovalo možnosť, že planéty sú v “obývateľnej zóne”.
Zaujímavosť je, že členovia teamu nazvali ďalekohľad po druhu piva. Takto zdôraznili svoj belgický pôvod. Pivo Trappist je pivo typu Ale a je vyrábané buď trapistickými mníchmi alebo pod ich dohľadom. Na celom svete je zatiaľ 11 pivovarov, čo varia trapistické pivo (a len 4 sú mimo územia Belgicka).
Objav urobil dalekohľad TRAPPIST-South v La Silla. Ďalšie dáta na overenie a spresnenie pozorovaní poskytli ďalekohľady (a zariadenia): vesmírny ďalekohľad Spitzer, prístroj HAWK-I na ďalekohľade VLT (Paranal, Chile), TRAPPIST-North (Maroko), 3,8 metrový ďalekohľad UKIRT na Havaji, Liverpool telescope (robotický ďalekohľad s priemerom zrkadla 2m,La Palma, Kanárske ostrovy), William Herschel telescope (ďalekohľad s priemerom zrkadla 4,6 m, La Palma) a a SAAO telescope (priemer zrkadla 1m, Juhoafrická republika).
Hviezda TRAPPIST-1 je červený trpaslík spektrálnej triedy M8V. Nachádza sa v súhvezdí Vodnár a je od nás vzdialená cca 40 svetelných rokov (39,5±1,4 ly). Teplota na povrchu je 2550K. Hmotnosť hviezdy je 8% hmotnosti Slnka, polomer je 11% polomeru Slnka a celkový žiarivý výkon je len 0,05% výkonu Slnka.
Najviac žiari v infračervenej oblasti spektra. Z našich zemepisných šírok je pozorovateľná, vo väčšine amatérskych ďalekohľadov ju však neuvidíte. Jej jasnosť je len 18,8 magnitúdy. Vek hviezdy sa odhaduje na 500 miliónov rokov.
V máji 2016 team belgických astronómov obsluhujúci ďalekohľad TRAPPIST-South oznámil existenciu troch planét. Výsledky zverejnil časopis Nature. Z pozorovaní vyplývalo, že planéty obiehajú veľmi blízko materskej hviezdy a podľa všetkého sú kamenné a veľkosťou podobné Zemi.
V pozorovaní pokračovali aj po zverejnení práce. Pridali sa k nim aj ďalší astronómovia a organizácie. Ďalšie pozorovania prebiehali od 17. septembra do 28. decembra 2016. Celková dĺžka pozorovania bola 245 hodín a pozorovali hviezdu v blízkej IR oblasti (900 nm).
K pozorovaniam sa pridal aj Spitzerov vesmírny ďalekohľad, ktorý potvrdil existenciu tých planét a zároveň detegoval ďalšie.
Podľa zatiaľ známych údajov planéty (celkovo zatiaľ 7) obiehajú okolo materskej hviezdy po veľmi blízkych obežných dráhach. Pre porovnanie: Najvzdialenejšia planéta obieha svoju materskú hviezdu vo vzdialenosti približne 0,06 AU, Merkúr obieha okolo nášho Slnka vo vzdialenosti 0,39 AU. Všetky planéty sú od seba málo vzdialené. Pre prípadného pozorovateľa na jednej z týchto planét by sa naskytol úžasný pohľad na ostatné. Planéty by na oblohe boli veľkosťou porovnateľné s veľkosťou nášho Mesiaca a voľným okom by boli pozorovateľné podrobnosti na povrchu, prípadne atmosférické javy.
Údaje o planétach sú v tabuľke. Dáta o poslednej planéte (TRAPPIST-1h) sú však zaťažené veľkou chybou (pozorovaný len jeden tranzit).
Pre prípadný život/obývateľnosť týchto planét môže mať zásadný vplyv to, že materská hviezda je silný zdroj RTG a vysokoenergetického UV žiarenia (v anglickej literatúre sa udomácnila skratka XUV). Podľa zistení publikovaných v MNRAS sú planéty bombardované silným XUV žiarením a môže nastať veľká strata vody (ak sa na povrchu voda nachádza). Toto žiarenie môže okrem iného aj významne meniť zloženie atmosféry planét.
Nezanedbateľné sú taktiež slapové sily. Podľa všetkého planéty majú viazanú rotáciu (ako Mesiac obiehajúci okolo našej Zeme). Takže na polovicu planéty dopadá svetlo/žiarenie, druhá polovica je v tme. Môžu byť teda obrovské rozdiely v teplotách na dennej a nočnej strany planét. To môže vyvolať veľmi silné turbulentné prúdenie (za predpokladu, že planéty majú hustú atmosféru).
Slapové sily môžu vyvolať aj silnú vulkanickú činnosť (podobnú tej akú pozorujeme na mesiaci Io).
Pri čítaní tohto článku vám určite hlavou preletela myšlienka, že by bolo skvelé k tejto hviezde a jej planétam poslať sondu, ktorá by to tam podrobne preskúmala. Mňa to napadlo tiež (a musím sa priznať, podobný nápad mala aj redakcia web magazínu space.com).
Žiaľ ľudstvo stále nemá vhodné sondy na takúto ďalekú cestu. Vyššie som písal, že hviezda TRAPPIST-1 je od nás vzdialená cca 40 svetelných rokov. To je približne 369 biliónov kilometrov. Ak by sme k tejto hviezde poslali sondu New Horizons, čo je zatiaľ najrýchlejšie ľudmi vypustené teleso do kozmu, trvalo by jej to približne 817 tisíc rokov. Sonda v roku 2015 preletela v blízkosti Pluta a rýchlosťou 14,31 km/s opúšťa našu slnečnú sústavu.
Zatiaľ ani NASA a ani ďalšie kozmické agentúry nemajú k dispozícii rýchlejšie sondy. Na prípadný let sondy k planetárnemu systému hviezdy TRAPPIST-1 si ešte dlho počkáme.
Pozitívny je ale fakt, že tento objav bol urobený 60cm ďalekohľadom. Takéto ďalekohľady sú dostupné aj pre astronómov amatérov. Takže stačí k ďalekohľadu pripojiť CCD kameru a pozorovať vhodné hviezdy. Podľa mojích skúseností je na takéto účely vhodná aj cenovo dostupná amatérska kamera typu Meade DSI Pro. Môžte navštíviť stránku Sekcie premenných hviezd a exoplanét Českej astronomickej spoločnosti, ktorá už niekoľko desaťročí (od roku 1924) organizuje výskum v tejto oblasti. V tejto sekcii sú aj amatérski aj profesionálni pozorovatelia.