2017 m. Vasario mėn. Europos astronomų komanda paskelbė atradusi septynių planetų sistemą, skriejančią aplink šalia esančią žvaigždę TRAPPIST-1. Neskaitant to, kad visos septynios planetos buvo uolingos, dar buvo pridėta, kad trys iš jų skrieja aplink TRAPPIST-1 gyvenamąją zoną. Nuo to laiko buvo atlikta daugybė tyrimų, siekiant nustatyti, ar kuri nors iš šių planetų galėtų gyventi.
Atsižvelgiant į šį tikslą, šie tyrimai sutelkė dėmesį į tai, ar šios planetos turi atmosferą, jų kompozicijas ir vidų. Vieną iš naujausių tyrimų atliko du tyrėjai iš Kolumbijos universiteto „Cool Worlds“ laboratorijos, kurie nustatė, kad viena iš TRAPPIST-1 planetų (TRAPPIST-1e) turi didelę geležies šerdį - išvadą, kuri gali turėti įtakos šios planetos pritaikomumui.
Tyrimą, pavadintą „TRAPPIST-1e turi didelę geležies šerdį“, kuris neseniai pasirodė internete, atliko atitinkamai Gabrielle Englemenn-Suissa ir Davidas Kippingas, atitinkamai bakalauro studentas ir astronomijos profesoriaus padėjėjas Kolumbijos universitete. Savo tyrimui Englemenn-Suissa ir Kipping pasinaudojo naujausiais tyrimais, kurie apribojo TRAPPIST-1 planetų masę ir spindulį.
Šie ir kiti tyrimai buvo naudingi tuo, kad TRAPPIST-1 yra septynių planetų sistema, todėl ji idealiai tinka egzoplanetų tyrimams. Kaip profesorius Kippingas pasakojo „Space Magazine“ el. Paštu:
„Tai nuostabi egzoplanetikos mokslo laboratorija dėl trijų priežasčių. Pirmiausia, sistemoje yra septynios tranzitinės planetos. Tranzito gylis lemia kiekvienos planetos dydį, kad galėtume gana tiksliai išmatuoti jų dydį. Antra, planetos gravitaciniu ryšiu sąveikauja viena su kita, dėl to keičiasi tranzito laikas, ir jos buvo panaudotos kiekvienos planetos masėms nulemti, dar kartą - įspūdingu tikslumu. Trečia, žvaigždė yra labai maža, būdama vėlyvoji M nykštukė, maždaug aštuntosios Saulės dydžio, ir tai reiškia, kad tranzitai pasirodo 8 ^ 2 = 64 kartus giliau, nei jie būtų, jei žvaigždė būtų Saulės dydžio. Taigi čia yra daug dalykų, kurie dirba mūsų labui. “
Kartu Englemann-Suissa ir Kipping naudojo planetų TRAPPIST-1 masės ir spindulio matavimus, kad padarytų mažiausią ir didžiausią kiekvienos planetos pagrindinį spindulio frakciją (CRF). Tai paremta anksčiau atliktu tyrimu (kartu su Jingjing Chen, Kolumbijos universiteto doktorantu doktorantu ir „Cool Worlds Lab“ nariu), kuriame jie sukūrė savo metodą, kaip nustatyti planetos CRF. Kaip Kippingas aprašė metodą:
„Jei tiksliai žinote masę ir spindulį, pavyzdžiui, sistemą„ TRAPPIST-1 “, galite palyginti jas su prognozuojamomis iš teorinių interjero struktūros modelių. Problema ta, kad šiuos modelius paprastai sudaro galimi keturi sluoksniai, geležies šerdis, silikatinis apvalkalas, vandens sluoksnis ir lengvai nepastovus apvalkalas (Žemė turi tik pirmuosius du, jo atmosfera sudaro nedidelę masę ir spindulį). Taigi keturi nežinomi ir du išmatuoti kiekiai iš esmės yra nevaržoma, neišsprendžiama problema. “
Jų tyrime taip pat buvo atsižvelgta į ankstesnį kitų mokslininkų, kurie bandė suvaržyti TRAPPIST-1 sistemos cheminę sudėtį, darbą. Šių tyrimų metu autoriai padarė prielaidą, kad planetų cheminė sudėtis buvo sujungta su žvaigždės sudėtimi, kurią galima išmatuoti. Tačiau Englemann-Suissa ir Kipping pasirinko „agnostiškesnį“ požiūrį ir tiesiog apsvarstė problemos ribines sąlygas.
„Mes iš esmės sakome, kad atsižvelgiant į masę ir spindulį, nėra modelių, kurių šerdys yra mažesnės nei X, kurie galėtų paaiškinti stebimą masę ir spindulį“, - sakė jis. „Šerdis gali būti didesnė už X, bet ji turi būti bent jau X, nes jokie teoriniai modeliai negalėjo paaiškinti kitaip. Taigi X čia atitiktų tai, ką galėtume pavadinti mažiausia šerdies spindulio dalimi. Tada mes žaidžiame tą patį žaidimą, siekdami didžiausios ribos. “
Jie nustatė, kad mažiausias šešių TRAPPIST-1 planetų šerdies dydis iš esmės buvo lygus nuliui. Tai reiškia, kad jų kompozicijas galima paaiškinti nebūtinai turint geležinę šerdį - pavyzdžiui, grynas silikato apvalkalas gali būti viskas, kas ten yra. Bet TRAPPIST-1e atveju jie nustatė, kad jo branduolys turi sudaryti bent 50% planetos spinduliu, o ne daugiau kaip 78%.
Palyginkite tai su Žeme, kur kieta geležies ir nikelio vidinė šerdis ir skystas išorinis išlydyto geležies-nikelio lydinio šerdis sudaro 55% planetos spindulio. Tarp viršutinės ir apatinės TRAPPIST-1e CRF ribos jie priėjo prie išvados, kad ji turi turėti tankią šerdį, tokią, kuri greičiausiai panaši į Žemę. Šis atradimas gali reikšti, kad iš visų TRAPPIST-1 planetų e yra labiausiai „į žemę panaši“ ir greičiausiai turi apsauginę magnetosferą.
Kaip nurodė Kippingas, tai gali turėti milžiniškų padarinių, susijusių su gyvenamųjų egzoplanetų medžiokle, ir gali išstumti „TRAPPIST-1e“ į sąrašo viršų:
„Tai mane labiau jaudina būtent dėl„ TRAPPIST-1e “. Ta planeta yra mažesnė už Žemę, ji yra tiesiai gyvenamojoje zonoje ir dabar mes žinome, kad joje yra didelis geležies branduolys, kaip ir Žemėje. Mes taip pat žinome, kad dėl kitų matavimų jis neturi lengvo lakiųjų vokų. Be to, atrodo, kad „TRAPPIST-1“ yra ramesnė žvaigždė nei „Proxima“, todėl aš daug optimistiškiau vertinu „TRAPPIST-1e“ kaip potencialią biosferą nei „Proxima b“. “
Tai tikrai gera žinia atsižvelgiant į naujausius tyrimus, kurie parodė, kad „Proxima b“ greičiausiai nėra tinkamas gyventi. Tarp žvaigždės sklindančių galingų pliūpsnių, kuriuos galima pamatyti plika akimi, tikėtina, kad atmosfera ir skystas vanduo ilgą laiką neišgyventų jo paviršiuje, artimiausia mūsų Saulės sistemos egzoplaneta šiuo metu nelaikoma tinkamu kandidatu ieškant gyvenamojo pasaulio. ar nežemiškas gyvenimas.
Pastaraisiais metais Kippingas ir jo kolegos taip pat paskyrė save ir „Cool Worlds“ laboratoriją galimų egzoplanetų aplink Kentaurą „Proxima“ tyrimui. Pasinaudodamas Kanados kosmoso agentūros palydovu „Microvaribility and Oscillation of Stars“ (MOST), Kipping ir jo kolegos stebėjo „Proxima Centauri“ 2014 m. Gegužės mėn. Ir vėl 2015 m. Gegužės mėn., Norėdami ieškoti tranzitinių planetų ženklų.
Nors „Proxima b“ atradimą galiausiai padarė ESO astronomai, naudodamiesi radialinio greičio metodu, ši kampanija buvo reikšminga atkreipiant dėmesį į tikimybę, kad aplink esančios M tipo (raudonosios nykštukės) žvaigždės suras sausumos, potencialiai gyvenamas planetas. Ateityje Kippingas ir jo komanda taip pat tikisi atlikti „Proxima b“ tyrimus, kad nustatytų, ar jame yra atmosfera, ir nustatyti, koks galėtų būti jo CRF.
Dar kartą paaiškėja, kad viena iš daugelio uolėtų planetų, skriejančių aplink raudonąją nykštukę žvaigždę (kuri yra arčiau Žemės), gali būti tiesiog pagrindinis kandidatas į tinkamumo tyrimus! Būsimi tyrimai, kuriems bus naudinga įdiegus naujos kartos teleskopus (pvz., Džeimso Webbo kosminis teleskopas) be abejo, daugiau atskleis šią sistemą ir bet kokius jos gyvenamuosius pasaulius.
