TRAPPIST-1: Η μελέτη του δυνητικά κατοικήσιμου συστήματος συνεχίζεται. Μετρήθηκε η κλίση των τροχιών των πλανητών!

Επτά βραχώδεις πλανήτες, γύρω από ένα μικρό άστρο σε απόσταση «μόλις» 40 ετών φωτός, έχει τραβήξει την προσοχή των επιστημόνων, καθώς τρεις από τους πλανήτες βρίσκονται εντός της κατοικήσιμης ζώνης του άστρου. Το σύστημα TRAPPIST-1 μελετάται συστηματικά και λεπτομερείς μετρήσεις δημοσιεύονται συχνά. Πέρα από την διερεύνηση των δυνατοτήτων κατάλληλων συνθηκών για ζωή όπως την ξέρουμε στο σύστημα αυτό, η μελέτη ανοίγει ευρύτατους ορίζοντες για την κατανόηση και των άλλων εξωπλανητικών συστημάτων αλλά και του δικού μας πλανητικού συστήματος. Το RESEARCH HIGHLIGHTS θα παρουσιάζει κάθε νέα ανακάλυψη για το σύστημα αυτό.

Οι αστρονόμοι χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Subaru διαπίστωσαν ότι οι τροχιές των πλανητών που μοιάζουν με τη Γη του συστήματος TRAPPIST-1 βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο σε σχέση με την περιστροφή του άστρου. Αυτό είναι ένα σημαντικό γεγονός για την κατανόηση της εξέλιξης των πλανητικών συστημάτων γύρω από αστέρια πολύ χαμηλής μάζας γενικά και ιδιαίτερα για την ιστορία των πλανητών του TRAPPIST-1 συμπεριλαμβανομένων αυτών που βρίσκονται κοντά στην κατοικήσιμη ζώνη του άστρου.

Τα αστέρια, όπως ο Ήλιος, δεν είναι ακίνητα αλλά περιστρέφονται γύρω από τον άξονά τους. Αυτή η περιστροφή είναι περισσότερο αντιληπτή όταν υπάρχουν χαρακτηριστικά, όπως κηλίδες στην επιφάνεια του αστεριού. Στο Ηλιακό Σύστημα, οι τροχιές όλων των πλανητών βρίσκονται σε επίπεδα με κλίση έως 6 μοίρες σε σχέση με τον ισημερινό του Ήλιου (δηλαδή το επίπεδο που είναι κάθετο στον άξονα περιστροφής και περνά από το κέντρο του). Στο παρελθόν υπέθεταν ότι οι πλανητικές τροχιές θα έπρεπε να είναι συνεπίπεδες με τον ισημερινό του άστρου, αλλά υπάρχουν τώρα πολλά γνωστά παραδείγματα συστημάτων εξωπλανητών όπου οι πλανητικές τροχιές παρουσιάζουν έντονη κλίση σε σχέση με την περιστροφή του κεντρικού άστρου, αλλά και το ίδιο το πλανητικό μας σύστημα παρουσιάζει αυτή την μικρή, αλλά όχι αμελητέα κλίση. Αυτό εγείρει το ερώτημα: μήπως τα πλανητικά συστήματα σχηματίζονται χωρίς συνεπίπεδες τροχιές ή μήπως ξεκινούν έτσι και αργότερα κάποιοι πλανήτες ξεφεύγουν από αυτό το επίπεδο λόγω κάποιας διαταραχής;

Το σύστημα TRAPPIST-1 έχει προσελκύσει την προσοχή επειδή έχει τρεις μικρούς βραχώδεις πλανήτες που βρίσκονται εντός ή κοντά στην κατοικήσιμη ζώνη όπου μπορεί να υπάρχει υγρό νερό. Το κεντρικό αστέρι είναι ένα αστέρι πολύ χαμηλής μάζας και θερμοκρασίας, τύπου νάνου-Μ (Μ-dwarf), και αυτοί οι πλανήτες βρίσκονται πολύ κοντά του. Επομένως, αυτό το πλανητικό σύστημα είναι πολύ διαφορετικό από το ηλιακό μας σύστημα. Ο προσδιορισμός της ιστορίας του είναι σημαντικός, διότι θα μπορούσε να βοηθήσει να εκτιμηθεί εάν κάποιος από τους δυνητικά κατοικήσιμους πλανήτες είναι και στην πραγματικότητα κατοικήσιμος. Αλλά είναι επίσης ένα ενδιαφέρον σύστημα, επειδή δεν διαθέτει κοντινά αντικείμενα που θα μπορούσαν να διαταράξουν τις τροχιές των πλανητών, πράγμα που σημαίνει ότι οι τροχιές θα πρέπει να βρίσκονται ακόμη κοντά στο σημείο όπου σχηματίστηκαν οι πλανήτες. Αυτό δίνει στους αστρονόμους την ευκαιρία να διερευνήσουν τις αρχέγονες συνθήκες του συστήματος.

Επειδή τα αστέρια περιστρέφονται, η πλευρά που περιστρέφεται προς την κατεύθυνση του θεατή έχει μεγαλύτερη σχετική ταχύτητα από την πλευρά που περιστρέφεται προς την αντίθετη κατεύθυνση. Οταν ένας πλανήτης διέρχεται μεταξύ του άστρο και της Γης, μπλοκάρει ένα μικρό μέρος του φωτός του άστρου και επιτρέπει να καταλάβουμε από ποια άκρη του άστρου διέρχεται πρώτα ο πλανήτης. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται φαινόμενο Rossiter-McLaughlin. Χρησιμοποιώντας αυτήν τη μέθοδο, είναι δυνατόν να μετρηθεί η γωνία μεταξύ της πλανητικής τροχιάς και του άξονα περιστροφής του αστεριού. Ωστόσο, μέχρι τώρα αυτές οι παρατηρήσεις περιορίστηκαν σε μεγάλους πλανήτες, όπως τύπου Δία ή τύπου Ποσειδώνα.

Μια ομάδα ερευνητών, συμπεριλαμβανομένων μελών από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας του Τόκιο και το Κέντρο Αστροβιολογίας στην Ιαπωνία, παρατήρησαν το TRAPPIST-1 με το Τηλεσκόπιο Subaru για να διαπιστώσουν την ταύτιση των πλανητικών τροχιών σε σχέση με την περιστροφή του άστρου. Η ομάδα εκμεταλλεύτηκε μια ευκαιρία στις 31 Αυγούστου 2018, όταν τρεις από τους πλανήτες σε τροχιά γύρω από το TRAPPIST-1 διήλθαν μπροστά από το άστρο σε μια νύχτα. Δύο από τους τρεις ήταν βραχώδεις πλανήτες κοντά στην κατοικήσιμη ζώνη. Δεδομένου ότι τα αστέρια χαμηλής μάζας έχουν γενικά πολύ αργή περιστροφή, ήταν αδύνατο να ανιχνευθεί η αστρική κλίση (γωνία περιστροφής-τροχιάς) για το TRAPPIST-1. Ωστόσο, χάρη στη μεγάλη δυνατότητα συλλογής φωτός του Τηλεσκοπίου Subaru και την υψηλή ανάλυση φάσματος του νέου υπέρυθρου φασματογράφου IRD, η ομάδα μπόρεσε να μετρήσει την κλίση αυτή και για τους τρεις πλανήτες. Διαπίστωσαν ότι η κλίση ήταν πολύ μικρή, κοντά στο μηδέν. Αυτή είναι η πρώτη μέτρηση της αστρικής κλίσης για ένα αστέρι πολύ χαμηλής μάζας όπως το TRAPPIST-1 και επίσης η πρώτη μέτρηση Rossiter-McLaughlin για πλανήτες στην κατοικήσιμη ζώνη.

Ωστόσο, ο επικεφαλής της ομάδας, Teruyuki Hirano του Ινστιτούτο Τεχνολογίας του Τόκιο, προειδοποιεί, «Τα δεδομένα υποδεικνύουν την ευθυγράμμιση της αστρικής περιστροφής με τους πλανητικούς τροχιακούς άξονες, αλλά η ακρίβεια των μετρήσεων δεν μπορεί να αποκλείσει εντελώς μια μικρή κλίση. Ωστόσο, αυτή είναι η πρώτη ανίχνευση της κλίσης των τροχιών πλανητών που μοιάζουν με τη Γη και με περισσότερη έρευνα θα μάθουμε περισσότερα για αυτό το αξιοσημείωτο σύστημα εξωπλανητών».

ΠΗΓΗ: http://phys.org

ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ: Καλλιτεχνική απόδοση του συστήματος των επτά βραχωδών πλανητών γύρω από το άστρο TRAPPIST-1 σε απόσταση 40 ετών φωτός. Οι τρεις, βρίσκονται εντός της κατοικήσιμης ζώνης του άστρου. Credits: NASA and JPL/Caltech. (CC BY 2.0).

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ: Σύστημα επτά πλανητών γύρω από κόκκινο νάνο, θαμπορούσε να διαθέτει νερό;