TRAPPIST-1 – niesamowity miniaturowy układ planetarny

Zapraszamy do podsumowania aktualnego stanu wiedzy o układzie planetarnym TRAPPIST-1.

W maju 2016 roku doniesiono o istnieniu trzech egzoplanet krążących wokół słabego czerwonego karła w układzie  TRAPPIST-1. Dalsze badania wykonane m.in. przez kosmiczny teleskop Spitzer, że w tym układzie krąży więcej egzoplanet – do 2021 roku wykryto ich łącznie aż siedem. Co ciekawe, masy czterech z nich są większe od masy Ziemi – pozostałe obiekty są lżejsze od naszej planety.

Ten układ planetarny jest następujący:

• TRAPPIST-1b, o masie około 1,374 masy Ziemi ( plus minus 0,07 masy naszej planety), obiegająca gwiazdę tego układu z czasem 1,51 dnia w odległości zaledwie 1,73 miliona kilometrów. Średnica tej egzoplanety jest o około 11,5% większa od średnicy Ziemi. TRAPPIST-1b otrzymuje około 4 razy więcej energii od swej gwiazdy w porównaniu z Ziemią. Może to być “bardzo piekielna” planeta zasługująca na miano “super-Wenus”.
• TRAPPIST-1c, o masie około 1,308 masy Ziemi (plus minus 0,06 masy naszej planety), obiegająca gwiazdę tego układu z czasem 2,42 dnia w odległości zaledwie 2,36 miliona kilometrów. Średnica tej egzoplanety jest o około 9,7% większa od średnicy Ziemi. TRAPPIST-1c otrzymuje około 2,2 raza więcej energii od swej gwiazdy w porównaniu z Ziemią – dość podobnie do Wenus.
• TRAPPIST-1d, o masie około 0,388 masy Ziemi (plus minus 0,01 masy naszej planety), obiegająca gwiazdę tego układu z czasem 4,05 dnia w odległości ok. 3,33 miliona kilometrów. Średnica tej egzoplanety jest o około 22% mniejsza od średnicy Ziemi. TRAPPIST-1d otrzymuje około 1,2 raza więcej energii od swej gwiazdy w porównaniu z Ziemią. Ta planeta jest prawie 4 razy bardziej masywna od Marsa – zatem teoretycznie jest wystarczająco duża, by na niej mogło się utrzymać życie.
• TRAPPIST-1e, o masie około 0,692 masy Ziemi (plus minus 0,02 masy naszej planety), obiegająca gwiazdę tego układu z czasem 6,10 dnia w odległości ok. 4,37 miliona kilometrów. Średnica tej egzoplanety jest o około 8% mniejsza od średnicy Ziemi. TRAPPIST-1e otrzymuje około 40% energii mniej od swej gwiazdy w porównaniu z Ziemią.
• TRAPPIST-1f, o masie około 1,039 masy Ziemi (plus minus 0,03 masy naszej planety), obiegająca gwiazdę tego układu z czasem 9,20 dnia w odległości ok. 5,75 miliona kilometrów. Średnica tej egzoplanety jest o około 4,5% większa od średnicy Ziemi. TRAPPIST-1e otrzymuje około 65% energii mniej od swej gwiazdy w porównaniu z Ziemią – nieco mniej niż Mars.
• TRAPPIST-1g, o masie około 1,321 masy Ziemi (plus minus 0,04 masy naszej planety), obiegająca gwiazdę tego układu z czasem 12,35 dnia w odległości ok. 7 milionów kilometrów. Średnica tej egzoplanety jest o około 13% większa od średnicy Ziemi. TRAPPIST-1e otrzymuje około 75% energii mniej od swej gwiazdy w porównaniu z Ziemią.
• TRAPPIST-1h, o masie około 0,326 masy Ziemi (plus minus 0,02 masy naszej planety), obiegająca gwiazdę tego układu z czasem 18,77 dnia w odległości ok. 9,25 milionów kilometrów. Średnica tej egzoplanety jest o około 22,5% mniejsza od średnicy Ziemi. TRAPPIST-1e otrzymuje około 85% energii mniej od swej gwiazdy w porównaniu z Ziemią.

W tym zestawieniu najciekawszą wydaje się być TRAPPIST-1d, jako (teoretycznie) najbardziej zbliżona w warunkach do ziemskich. Ciekawe wydają się także TRAPPIST-1e i TRAPPIST-1f, choć dostają ilość energii porównywalną z ilością energii otrzymywaną przez Czerwoną Planetę w naszym Układzie Słonecznym. W przypadku tych dwóch planet grubsza atmosfera może jednak lepiej zatrzymywać ciepło niż Mars.

Żelazne wskazówki

W styczniu 2021 ukazała się ciekawa publikacja naukowa o układzie TRAPPIST-1. Zespół naukowców pod przewodnictwem profesora Erica Agola z University of Washington ustalił, że gęstość wszystkich planet tego układu jest podobna do siebie. Oznacza to, że prawdopodobnie “TRAPPISTy-1” wszystkie mają zbliżony stosunek żelaza, tlenu, magnezu i krzemu. Co ciekawe, ten stosunek jest inny, gdyż planety układu TRAPPIST-1 mają o około 8% niższą gęstość od Ziemi.

Jedno z możliwych wyjaśnień tej innej niższej gęstości to niższy udział żelaza w składzie planet – około 21% w porównaniu z 32% na Ziemi. Co ciekawe, może to także oznaczać obecność żelaza w formie utlenionej, bez obecności płaszcza czy jądra planetarnego. Jest także możliwe (aczkolwiek dla zewnętrznych czterech planet układu TRAPPIST-1), że te planety są pokryte głębokim oceanem wody.

Widok z TRAPPIST-1c

Dostępne dane pozwalają na stworzenie ciekawych wizualizacji wyglądu układu TRAPPIST-1. Jedna z nich, zaprezentowana poniżej, to widok z powierzchni TRAPPIST-1c na pozostałe obiekty tego układu.

Widok z TRAPPIST-1c – jak równiez innych planet tego układu – nie przypomina tego, do którego przywykliśmy z naszej planety. Przede wszystkim kątowo wielkość gwiazdy centralnej jest znacznie większa niż naszego Słońca z Ziemi. Ponadto, w swoim “orbitalnym tańcu” inne planety osiągają rozmiary kątowe zbliżone (lub nawet większe) od Księżyca czy Słońca widzianego z Ziemi. Widoki są także bardzo “dynamiczne”, gdyż obiegi planet są liczone zaledwie w dniach. Podobne widoki można zobaczyć w układzie Jowisza – choć oczywiście księżyce tego gazowego giganta są znacznie mniejsze niż planety układu TRAPPIST-1.

Wiele wskazuje na to, że “miniaturowe układy planetarne” są powszechne we Wszechświecie. Prawdopodobnie takie układy planetarne, wokół czerwonych karłów, są bardziej powszechne niż nasz Układ Słoneczny – ze skalistymi planetami w pobliżu gwiazdy i kilkoma gazowymi gigantami z dala od gwiazdy. Niemniej jednak wydaje się, że wciąż dość mało wiemy o różnych typach układów planetarnych, genezie ich powstania i zmianach, jakie następują na przestrzeni miliardów lat.

(EPE, WKS)