U veljači 2017. godine tim europskih astronoma najavio je otkriće sustava sa sedam planeta koji orbitira oko obližnje zvijezde TRAPPIST-1. Osim činjenice da je svih sedam planeta bilo stjenovito, dodatni bonus tri je bio u orbiti oko zone za stanovanje TRAPPIST-1. Od tog vremena provedene su višestruke studije kako bi se utvrdilo može li se bilo koji od ovih planeta nastaniti ili ne.
U skladu s tim ciljem, ova su se istraživanja usredotočila na to imaju li ove planete atmosferu, njihove sastave i unutrašnjost. Jedno od najnovijih istraživanja obavili su dva istraživača iz laboratorija Cool Worlds Sveučilišta Columbia, koji su utvrdili da jedna od planeta TRAPPIST-1 (TRAPPIST-1e) ima veliku željeznu jezgru - nalaz koji bi mogao imati posljedice za život na ovom planetu.
Studiju pod nazivom "TRAPPIST-1e ima veliko željezno jezgro", koja je nedavno objavljena na mreži - vodili su Gabrielle Englemenn-Suissa i David Kipping, student dodiplomskog studija i docent profesora astronomije na Sveučilištu Columbia. Radi studija, Englemenn-Suissa i Kipping iskoristili su nedavne studije koje su ograničavale mase i radijuse planeta TRAPPIST-1.
Ove i druge studije koristile su od činjenice da je TRAPPIST-1 sistem planeta sa sedam planeta, što ga čini idealnim za egzoplanet studije. Kao što je profesor Kipping rekao za Space Magazine e-poštom:
"To je divan laboratorij za egzoplanetarnu znanost iz tri razloga. Prvo, sustav ima nevjerojatnih sedam tranzitnih planeta. Dubina prolaza diktira veličinu svakog planeta tako da možemo točno odrediti njihove veličine. Drugo, planete gravitaciono djeluju jedna s drugom, što dovodi do varijacija u vremenu tranzita, a one su korištene za zaključivanje masa svakog planeta, opet do impresivne preciznosti. Treće, zvijezda je vrlo mala, pokojni je M-patuljak, otprilike osmine Sunca, a to znači da se tranziti pojavljuju 8 ^ 2 = 64 puta dublje nego što bi bili da je zvijezda veličine Sunca. Dakle, ovdje imamo puno stvari koje rade u našu korist. "
Zajedno, Englemann-Suissa i Kipping koristili su mjerenja mase i radijusa planeta TRAPPIST-1 kako bi zaključili najmanju i maksimalnu frakciju jezgre radijusa (CRF) svake planete. To se temeljilo na studiji koju su prethodno proveli (zajedno s Jingjing Chenom, doktoratom na Sveučilištu Columbia i članom Laboratorija Cool Worlds) u kojem su razvili svoju metodu za određivanje CRF-a planeta. Kao što je Kipping opisao metodu:
„Ako znate masu i polumjer vrlo precizno, poput sustava TRAPPIST-1, možete ih usporediti s onim predviđenim iz teorijskih modela unutarnje strukture. Problem je što se ovi modeli obično sastoje od moguća četiri sloja, željezne jezgre, silikatnog plašta, vodenog sloja i lagane hlapljive ovojnice (Zemlja ima samo prva dva, njena atmosfera doprinosi zanemarivoj masi i radijusu). Dakle, četiri nepoznanice i dvije izmjerene količine u principu su nesmetani i nerešivi problem. "
Njihova studija također je uzela u obzir prethodni rad drugih znanstvenika koji su pokušali ograničiti na kemijski sastav sustava TRAPPIST-1. Autori su u ovim istraživanjima pretpostavili da su kemijski sastavi planeta povezani sa sastavom zvijezde, što se može mjeriti. Međutim, Englemann-Suissa i Kipping su uzeli više „agnostički“ pristup i jednostavno su razmotrili granične uvjete problema.
"Mi u biti kažemo da s obzirom na masu i polumjer, ne postoje modeli s jezgrama manjim od X koji mogu objasniti promatranu masu i polumjer", rekao je. „Jezgro je možda veće od X, ali mora biti barem X, jer niti jedan teoretski model ne bi mogao objasniti drugačije. Ovdje bi X odgovarao onome što bismo mogli nazvati minimalnim udjelom polumjera jezgre. Tada igramo istu igru maksimalno ograničeno. "
Oni su utvrdili da je najmanja veličina jezgre za šest planeta TRAPPIST-1 u biti jednaka nuli. To znači da bi se njihovi sastavi mogli objasniti bez da imaju nužno željeznu jezgru - na primjer, čisti silikatni plašt može biti sve što je tamo. Ali u slučaju TRAPPIST-1e, otkrili su da njegova jezgra mora sadržavati najmanje 50% planeta radijusom, a najviše 78%.
Usporedite to sa Zemljom, gdje čvrsta unutarnja jezgra željeza i nikla i tekuća vanjska jezgra od rastaljenog legura željeza i nikla čine 55% polumjera planete. Između gornje i donje granice CRF-a TRAPPIST-1e zaključili su da ona mora imati gustu jezgru, ona koja je vjerojatno usporediva sa Zemljom. Ovo otkriće može značiti da je od svih planeta TRAPPIST-1, e najprirodniji "na Zemlji" i vjerojatno će imati zaštitnu magnetosferu.
Kao što je Kipping pokazao, to bi moglo imati ogromne posljedice kada je u pitanju lov na egzoplanete koji su podstaknuti, i moglo bi gurnuti TRAPPIST-1e na vrh popisa:
"Ovo me posebno raduje zbog TRAPPIST-1e. Taj je planet tad manji od Zemlje, sjedi točno u naseljenom području i sada znamo da ima veliku željeznu jezgru poput Zemlje. Također znamo da ne posjeduje laganu isparljivu ovojnicu zahvaljujući drugim mjerenjima. Nadalje, čini se da je TRAPPIST-1 mirnija zvijezda od Proxime, tako da sam mnogo optimističniji u pogledu TRAPPIST-1e kao potencijalne biosfere nego trenutno Proxima b. "
Ovo je svakako dobra vijest s obzirom na nedavne studije koje su pokazale da Proxima b vjerojatno neće biti useljiva. Između njegove zvijezde koja emitira snažne baklje koje se mogu vidjeti golim okom vjerojatnosti da atmosfera i tekuća voda ne bi dugo preživjeli na njenoj površini, najbliži egzoplanet našem Sunčevom sustavu trenutno se ne smatra dobrim kandidatom za pronalazak životnog svijeta ili izvanzemaljski život.
Posljednjih godina Kipping i njegovi kolege posvetili su se i laboratoriju Cool Worlds istraživanju mogućih egzoplaneta oko Proxime Centauri. Koristeći satelit Mikrovarijabilnost i oscilacija zvijezda (MOST) Kanadske svemirske agencije, Kipping i njegovi kolege pratili su Proximu Centauri u svibnju 2014. i ponovno u svibnju 2015. kako bi potražili znakove prolaska planeta.
Dok su otkriće Proxime b u konačnici učinili astronomi na ESO-u primjenom metode radijalne brzine, ova je kampanja bila značajna u skretanju pažnje na vjerojatnost pronalaska zemaljskih, potencijalno naseljenih planeta oko obližnjih zvijezda M-tipa (crveni patuljak). U budućnosti se Kipping i njegov tim također nadaju da će provesti studije Proxime b kako bi utvrdili ima li atmosferu i utvrdili kakav bi mogao biti njezin CRF.
Još jednom se čini da bi jedan od mnogih stjenovitih planeta u orbiti oko zvijezde crvenog patuljaka (a koja je bliža Zemlji) mogao biti upravo glavni kandidat za studije o useljenosti! Buduća istraživanja, koja će imati koristi od uvođenja teleskopa nove generacije (poput James Webb svemirski teleskop) nesumnjivo će otkriti više o ovom sustavu i svim potencijalno naseljenim svjetovima koje ima.
