U veljači 2017. godine, NASA-ini znanstvenici objavili su postojanje sedam zemaljskih (tj. Stjenovitih) planeta unutar sustava zvijezda TRAPPIST-1. Od tog vremena sustav je središnja točka intenzivnih istraživanja kako bi se utvrdilo može li bilo koji od ovih planeta biti useljiv. Istodobno, astronomi su se pitali je li zapravo sve račune planeta u sustavu.
Na primjer, mogu li u ovom sustavu plinski divovi vrebati u svojim vanjskim dosezima, kao što to čine mnogi drugi sustavi sa stjenovitim planetima (na primjer, naš)? To je pitanje kojim se tim znanstvenika, predvođen istraživačima s Carnegie instituta za znanost, pokušao pozabaviti u nedavnoj studiji. Prema njihovim otkrićima, TRAPPIST-1 mogu biti okruženi plinskim divovima na mnogo većoj udaljenosti od njegovih sedam stjenovitih planeta.
Studija pod nazivom "Astrometrijska ograničenja na mase planeta divovskih dugog plina u planetarnom sustavu TRAPPIST-1" nedavno se pojavila u The Astronomical Journal, Kako navode u svojoj studiji, tim se oslanjao na praćenje praćenja TRAPPIST-1 tijekom razdoblja od pet godina (od 2011. do 2016.) pomoću teleskopa du Pont u Opservatoriju Las Campanas u Čileu.
Pomoću ovih opažanja pokušali su utvrditi može li TRAPPIST-1 prethodno neotkriveni plinske divove orbitirati unutar vanjskih dosega sustava. Kao što je dr. Alan Boss - astrofizičar i planetarni znanstvenik s Odjela za zemaljski magnetizam Instituta Carnegie i vodeći autor na papiru - objasnio u Carnegie izjavi za novinare:
"Brojni drugi sustavi zvijezda koji uključuju planete Zemlje i super-Zemlju također su dom barem jednom plinskom gigantu. Dakle, pitanje ima li ovih sedam planeta braće i sestre plinova s orbiti dužeg razdoblja važno je pitanje. "
Godinama je Boss provodio anketu o lovu na egzoplanete s koautorima studije - Alycia J. Weinberger, Ian B. Thompson, et al. - poznata kao Karnegieva astronomska pretraga planeta. Ovo se istraživanje oslanja na Karnegievu astronomsku kameru za pretraživanje planeta (CAPSCam), instrument na teleskopu du Pont koji pretražuje ekstrasolarne planete pomoću astrometrijske metode.
Ova neizravna metoda lova egzoplaneta određuje prisustvo planeta oko zvijezde mjerenjem kolebanja ove zvijezde domaćina oko središta mase sustava (aka. Njegov baricentar). Korištenjem CAPSCam-a, Boss i njegovi kolege oslanjali su se na nekoliko godina promatranja TRAPPIST-1 kako bi odredili gornje granice mase za sve potencijalne plinske divove koji orbitiraju u sustavu.
Iz toga su zaključili da planete visoke do 4,6 Jupiterove mase mogu orbitirati oko zvijezde s razdobljem od godinu dana. Osim toga, otkrili su da planeti do 1,6 Jupiterove mase mogu orbitirati oko zvijezde s petogodišnjim razdobljem. Drugim riječima, moguće je da TRAPPIST-1 ima neke dugoročne plinske divove koji orbitiraju oko njegovih vanjskih dosega, gotovo na isti način na koji dugoročni plinski divovi postoje izvan orbite Marsa u Sunčevom sustavu.
Ako je istina, postojanje ovih divovskih planeta moglo bi razriješiti trajnu raspravu o formiranju plinskih divova Sunčevog sustava. Prema najprihvaćenijoj teoriji o formiranju Sunčevog sustava (tj. Nebularnoj hipotezi), Sunce i planeti su se rodili iz maglice plina i prašine. Nakon što je ovaj oblak doživio gravitacijski kolaps u središtu, tvoreći Sunce, preostala prašina i plin su se spljoštili u disk koji ga okružuje.
Zemlja i ostali zemaljski planeti (Merkur, Venera i Mars) svi su se formirali bliže Suncu iz akumulacije silikatnih minerala i metala. Što se tiče plinskih divova, postoje neke konkurentske teorije o tome kako su nastale. U jednom scenariju, poznatom kao teorija temeljne akreditacije, plinski divovi također su se počeli akreditirati od čvrstih materijala (tvoreći čvrstu jezgru) koji su postali dovoljno veliki da privuku omot plina koji ga okružuje.
Konkurentno objašnjenje - poznato kao teorija o nestabilnosti diska - tvrdi da su nastali kada je disk plina i prašine poprimio spiralno formiranje krakova (slično galaksiji). Te su se ruke tada počele povećavati u masi i gustoći, tvoreći grozdove koji su se brzo sakupljali da bi stvorili dječje plinske divove. Koristeći računske modele, Boss i njegovi kolege razmotrili su obje teorije kako bi utvrdili mogu li se plinski divovi formirati oko zvijezde male mase poput TRAPPIST-1.
Dok temeljna akreditacija nije vjerojatna, teorija o nestabilnosti diska pokazala je da se plinski divovi mogu formirati oko TRAPPIST-1 i drugih crvenih patuljastih zvijezda male mase. Kao takva, ova studija pruža teoretski okvir za postojanje plinskih divova u sustavima zvijezda crvenih patuljaka za koje se već zna da imaju stjenovite planete. Ovo je svakako ohrabrujuća vijest za lovce na egzoplanete s obzirom da su čitav niz kamenih planeta pronađeni u orbiti crvenih patuljaka.
Osim TRAPPIST-1, oni uključuju najbliži egzoplanet Sunčevom sustavu (Proxima b), kao i LHS 1140b, Gliese 581g, Gliese 625b i Gliese 682c. No, kao što je Boss također napomenuo, ovo je istraživanje još uvijek u povojima, a potrebno je obaviti mnogo više istraživanja i rasprava prije nego što se išta konačno može reći. Srećom, studije poput ove pomažu se otvoriti vrata takvim studijama i raspravama.
"Planeti plinova giganta pronađeni na dugoročnim orbitama oko TRAPPIST-1 mogli bi izazvati teoriju jezgre akumulacije, ali ne nužno i teoriju nestabilnosti diska", rekao je Boss. "Postoji mnogo prostora za daljnje istraživanje između orbita duljeg perioda koje smo ovdje proučavali i vrlo kratkih orbita od sedam poznatih planeta TRAPPIST-1."
Gazda i njegov tim također tvrde da će daljnja promatranja s CAPSCamom i daljnja usavršavanja u cjevovodu za analizu podataka ili otkriti bilo koje planete dugog razdoblja ili će staviti još čvršće ograničenje na gornje granice mase. I naravno, primjena infracrvenih teleskopa nove generacije, poput James Webb svemirskog teleskopa, pomoći će u lovu na plinske divove oko crvenih patuljastih zvijezda.
