O ερυθρός νάνος και οι επτά «αδελφές» της Γης. Seven Worlds for TRAPPIST-1

Σύστημα επτά εξωπλανητών σε ένα σχετικά κοντινό και αχνό άστρο σε απόσταση περίπου 40 ετών φωτός. This illustration shows the possible surface of TRAPPIST-1f, one of the newly discovered planets in the TRAPPIST-1 system. Scientists using the Spitzer Space Telescope and ground-based telescopes have discovered that there are seven Earth-size planets in the system. Credits: NASA/JPL-Caltech

Όχι ένας, ούτε δύο, ούτε τρεις, αλλά επτά μικροί εξωπλανήτες, οι οποίοι έχουν μεγάλες ομοιότητες με τη Γη, ανακαλύφθηκαν γύρω από ένα σχετικά κοντινό και αχνό άστρο σε απόσταση περίπου 40 ετών φωτός, στον Αστερισμό του Υδροχόου.

Seven worlds orbit the ultracool dwarf star TRAPPIST-1, a mere 40 light-years away. In May 2016 astronomers using the Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST) announced the discovery of three planets in the TRAPPIST-1 system. Just announced, additional confirmations and discoveries by the Spitzer Space Telescope and supporting ESO ground-based telescopes have increased the number of known planets to seven. The TRAPPIST-1 planets are likely all rocky and similar in size to Earth, the largest treasure trove of terrestrial planets ever detected around a single star. Because they orbit very close to their faint, tiny star they could also have regions where surface temperatures allow for the presence of liquid water, a key ingredient for life. Their tantalizing proximity to Earth makes them prime candidates for future telescopic explorations of the atmospheres of potentially habitable planets. All seven worlds appear in this artist's illustration, an imagined view from a fictionally powerful telescope near planet Earth. Planet sizes and relative positions are drawn to scale for the Spitzer observations. The system's inner planets are transiting their dim, red, nearly Jupiter-sized parent star. Illustration Credit: NASA, JPL-Caltech, Spitzer Space Telescope, Robert Hurt (Spitzer, Caltech)

Τουλάχιστον τρεις από αυτούς τους εξωπλανήτες μπορεί να διαθέτουν ωκεανούς νερού στην επιφάνειά τους, συνεπώς θεωρούνται ιδανικοί «στόχοι» για την αναζήτηση εξωγήινης ζωής στο μέλλον Ήδη το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble ερευνά τις ατμόσφαιρες γύρω από αυτούς τους πλανήτες.

Το σύστημα

Καλλιτεχνική απεικόνιση των πλανητών του συστήματος ΤRAPPIST-1 βασισμένη στα διαθέσιμα δεδομένα σχετικά με το μέγεθος, τη μάζα και την ακτίνα περιφοράς των πλανητών. This artist's concept shows what each of the TRAPPIST-1 planets may look like, based on available data about their sizes, masses and orbital distances. Credits: NASA/JPL-Caltech

Το εν λόγω σύστημα διαθέτει τόσο τον μεγαλύτερο αριθμό πλανητών με μέγεθος παρόμοιο της Γης που έχουν ποτέ βρεθεί, όσο και τον μεγαλύτερο αριθμό πλανητών που θα μπορούσαν να φιλοξενούν υγρό νερό και άρα ζωή. Η NASA θεώρησε αρκετά σημαντικό το γεγονός για να το προβάλει, διοργανώνοντας σχετική συνέντευξη Τύπου με τη συμμετοχή των επιστημόνων που έκαναν την ανακάλυψη.

This picture shows the Sun and the ultracool dwarf star TRAPPIST-1 to scale. The faint star has only 11% of the diameter of the sun and is much redder in colour. Credit: ESO

Το άστρο είναι ένας πολύ ψυχρός ερυθρός νάνος με την ονομασία Trappist-1, με μέγεθος μόλις το 8% του Ήλιου μας και οριακά μεγαλύτερο του πλανήτη Δία, ενώ η φωτεινότητά του είναι μόλις το 0,05% της φωτεινότητας του Ήλιου. Από τους επτά εξωπλανήτες (Trappist - 1b, c, d, e, f, g και h), οι έξι βρίσκονται στη ζώνη που θα μπορούσε να φιλοξενεί ζωή, με θερμοκρασίες που κυμαίνονται από μηδέν έως 100 βαθμούς Κελσίου, δηλαδή ανάλογες των θερμοκρασιών της Γης και της Αφροδίτης.

This artist’s impression shows the view just above the surface of one of the planets in the TRAPPIST-1 system. At least seven planets orbit this ultracool dwarf star 40 light-years from Earth and they are all roughly the same size as the Earth. They are at the right distances from their star for liquid water to exist on the surfaces of several of them. This artist’s impression is based on the known physical parameters for the planets and stars seen, and uses a vast database of objects in the Universe. Credit: ESO/N. Bartmann/spaceengine.org

Στο ερώτημα αν κάποια από τις επτά «αδελφές» της Γης διαθέτει όντως κάποια μορφή ζωής, η απάντηση των επιστημόνων προς το παρόν είναι «δεν γνωρίζουμε». Η NASA πάντως θεωρεί ότι το εν λόγω σύστημα εξωπλανητών θα αποτελέσει τον κατ' εξοχήν στόχο του υπό κατασκευή νέου διαστημικού τηλεσκοπίου της «James Webb».

This infographic displays some artist's illustrations of how the seven planets orbiting TRAPPIST-1 might appear — including the possible presence of water oceans — alongside some images of the rocky planets in our Solar System. Information about the size and orbital periods of all the planets is also provided for comparison; the TRAPPIST-1 planets are all approximately Earth-sized. Credit: NASA

Οι μάζες, το μέγεθος και η πυκνότητα των επτά εξωπλανητών είναι παρόμοια με της Γης. Πιθανότατα είναι και αυτοί βραχώδεις, ενώ μπορεί να έχουν νερό σε υγρή μορφή (ιδίως οι ενδιάμεσοι Trappist - 1e, f και g), κάτι που προς το παρόν πάντως αποτελεί απλή εικασία, καθώς δεν υπάρχει τρόπος για να επιβεβαιωθεί. Οι πλανήτες διαγράφουν μια πλήρη τροχιά γύρω από το μητρικό άστρο τους σε μιάμιση έως 13 γήινες μέρες (η διάρκεια του έτους τους). Αν και βρίσκονται πολύ πιο κοντά στο άστρο τους από ό,τι η Γη στον Ήλιο, δεν «ψήνονται» από αυτό, επειδή το Trappist - 1 είναι ένα πολύ πιο ψυχρό άστρο, άρα εκπέμπει λιγότερη ακτινοβολία.

The TRAPPIST-1 star, an ultra-cool dwarf, has seven Earth-size planets orbiting it. This artist's concept appeared on the cover of the journal Nature on Feb. 23, 2017. Credits: NASA/JPL-Caltech

Οι ερευνητές από οκτώ χώρες, με επικεφαλής τον Μισέλ Γκιγιόν του Ινστιτούτου Διαστημικών Επιστημών και Αστροφυσικής του βελγικού Πανεπιστημίου της Λιέγης, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στην επιθεώρηση «Nature». Τον Μάιο του 2016 ο Γκιγιόν και οι συνεργάτες του είχαν ανακαλύψει τρεις εξωπλανήτες γύρω από το συγκεκριμένο άστρο, που ονομάσθηκε έτσι επειδή η ανακάλυψη έγινε με τη «μέθοδο της διάβασης» από το ρομποτικό μικρό βελγικό τηλεσκόπιο Trappist διαμέτρου 0,6 μέτρων του Ευρωπαϊκού Νοτίου Αστεροσκοπείου (ESO) στη Χιλή.

Οι παρατηρήσεις

This poster imagines what a future trip to TRAPPIST-1e might be like. Could future visitors from Earth to this world expect to find life? Credits: NASA/JPL-Caltech

Τώρα, συνδυάζοντας νέες παρατηρήσεις και από άλλα επίγεια και διαστημικά τηλεσκόπια (μεταξύ των οποίων το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο - VLT του ESO και το τηλεσκόπιο Spitzer της NASA), εντόπισαν άλλους τέσσερις εξωπλανήτες στο ίδιο σύστημα. Οι αστρονόμοι δήλωσαν ότι θα συνεχίσουν την μελέτη για να μάθουν περισσότερα για το εν λόγω σύστημα, που - όσον αφορά τις τροχιές των πλανητών του - θυμίζει το σύστημα του Δία με τα φεγγάρια του, αλλά σε μεγαλύτερη κλίμακα.

Bίντεο: Επτά εξωπλανήτες στο μέγεθος της Γης ανακαλύφθηκαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο της NASA γύρω από έναν ψυχρό ερυθρό νάνο που ονομάζεται TRAPPIST-1. Οι 3 από αυτούς τους πλανήτες βρίσκονται στην κατοικίσιμη ζώνη. Seven Earth-sized planets have been observed by NASA's Spitzer Space Telescope around a tiny, nearby, ultra-cool dwarf star called TRAPPIST-1. Three of these planets are firmly in the habitable zone. Over 21 days, NASA's Spitzer Space Telescope measured the drop in light as each planet passed in front of the star. Spitzer was able to identify a total of seven rocky worlds, including three in the habitable zone, where liquid water might be found. The video features interviews with Sean Carey, manager of the Spitzer Science Center, Caltech/IPAC; Nikole Lewis, James Webb Space Telescope project scientist, Space Telescope Science Institute; and Michaël Gillon, principal investigator, TRAPPIST, University of Liege, Belgium. Image Credit: NASA/JPL-Caltech

«Πρόκειται για ένα εκπληκτικό πλανητικό σύστημα. Όχι μόνο επειδή βρήκαμε τόσους πολλούς πλανήτες σε αυτό, αλλά επειδή όλοι είναι απρόσμενα όμοιοι σε μέγεθος με τη Γη», δήλωσε ο Γκιγιόν.

Βίντεο: Τι θα βλέπαμε αν βρισκόμασταν πάνω στην επιφάνεια ενός από τους εξωπλανήτες, συγκεκριμένα πάνω στον TRAPPIST 1-d (360 view). This 360-degree panorama depicts the surface of a newly detected planet, TRAPPIST-1d, part of a seven planet system some 40 light years away. You can explore this artist’s rendering of an alien world by moving the view using your mouse or your mobile device. The depiction is based on the latest scientific data about this planetary system, and this world’s sister planets can be seen as bright points of light in a dark sky. Each world is roughly in Earth’s size range, in terms of both mass and diameter. Further observations will be needed to determine whether any or all of these worlds might be habitable. Image Credit: NASA/JPL-Caltech

Αρχικά οι επιστήμονες νόμιζαν ότι οι περισσότεροι εξωπλανήτες είναι γιγάντιοι, σαν τον Δία ή μεγαλύτεροι. Αλλά όσο αυξάνουν οι παρατηρήσεις εξωπλανητών, τόσο οι αστρονόμοι πείθονται ότι οι πλανήτες με μέγεθος ανάλογο της Γης αφθονούν στο γαλαξία μας. Πιθανότατα το ηλιακό μας σύστημα που, στο εσωτερικό τμήμα του, διαθέτει τη Γη και άλλους τρεις μικρότερους από αυτήν πλανήτες (Άρη, Αφροδίτη, Ερμή), είναι τελικά κάτι συνηθισμένο Εκτιμάται ότι περίπου το 15% των άστρων στη γειτονιά μας είναι πολύ ψυχρά άστρα όπως το Trappist - 1, πράγμα που τα καθιστά στόχους των αστρονόμων για μελλοντική έρευνα σε αναζήτηση εξωπλανητών γύρω τους.

Πηγές: http://nature.com/articles/doi:10.1038/nature21360, www.nasa.gov – www.eso.org, http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=863762