Vašingtono universiteto vadovaujama tarptautinė astronomų komanda panaudojo Keplerio kosminio teleskopo surinktus duomenis, norėdami patvirtinti teoriškai apskaičiuotą informaciją apie neseniai atrastą septynių egzoplanetų sistemą, pavadintą TRAPPIST-1 .
Jie patvirtino, kad tolimiausia sistemos planeta TRAPPIST -1h apskrieja savo žvaigždę per 18,77 dienas, be to, jos orbita yra susijusi su kitų šios sistemos planetų judėjimu. 1h planeta, būdama santykinai toli nuo šaltos žvaigždės, pati yra labai šalta, todėl ten gyvybei sąlygos būtų nepalankios.
TRAPPIST -1h buvo būtent ten, kur ir teoriškai numatė astronomai, o jos orbitos periodas tiksliai atitiko apskaičiuotą pagal matematinį modeliavimą. Šiuo atveju, kas, stebint tolimus kosminius objektus, nutinka nedažnai, teoriniai skaičiavimai ir stebėjimo duomenys gerai sutapo.
TRAPPIST-1 sistemos žvaigždė yra vidutinio amžiaus, ultrašalta žvaigždė-nykštukė, spinduliuojanti daug mažiau šviesos nei Saulė, ir tik nedaug didesnė už Jupiterį.
Žvaigždė, kuri yra beveik už 40 šviesmečių Vandenio žvaigždyne taip buvo pavadinta todėl, kad buvo aptikta antžeminiu TRAPPIST teleskopu (Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope), registruojančiu žvaigždžių šviesumo pokyčius, jų planetoms praskriejant tarp savo žvaigždės ir Žemės, vadinamojo tranzito metu. TRAPPIST-1 planetų sistema buvo atrasta 2015 metais – iš pradžių aptiktos trys planetos, o 2017 – dar keturios. Net trys planetos skrieja vadinamoje gyvybės zonoje, o tai reiškia, kad jų paviršiuje gali būti skysto vandens.
Astronomai išanalizavo per 79 dienas Keplerio teleskopo surinktus duomenis. Per šį laiką įvyko 4 planetos TRAPPIST-1h tranzitai.
Astronomai pasinaudojo šiais duomenimis ir apskaičiuodami kitų šešių planetų orbitas, nustatė žvaigždės apsisukimo periodą ir jos aktyvumo lygį, bei patvirtino, kad sistema daugiau planetų neturi.
Jie taip pat išsiaiškino, kad TRAPPIST-1 visų septynių planetų orbitos yra susijusios; šis sąryšis vadinamas orbitiniu rezonansu, kuomet kiekvienos planetos periodo trukmės yra kartotiniai skaičiai.
Tai iliustruoja šis TRAPPIST-1 sistemos modelis.
Animacija sustabdoma kiekvieną kartą, kai planetos praeina viena pro kitą, o rodyklė parodo trečios planetos buvimo vietą. Toks sudėtingas, bet apskaičiuojamas judėjimas, vadinamas orbitinis rezonansas, atsiranda, kaip planetų gravitacijos laukai veikia vienas kitą, joms skriejant apie žvaigždę. Susidaręs dangaus kūnų rezonansas nulemia, kad tam tikrais momentais planetos būna toje pačioje savo orbitos vietoje. Buvo tikėtasi, kad TRAPPIST-1 planetos yra rezonanse, ir šis reiškinys padėjo tiksliai apskaičiuoti planetos TRAPPIST-1h periodą. Iliustr.: Daniel Fabrycky / University of Chicago; with reference to Luger et al. 2017, Nature Astronomy
Rezonansas yra gana sudėtingas reiškinys, ypač trijų ar daugiau kūnų sistemose. Tačiau pasitaiko ir paprastesnių bei akivaizdesnių atvejų, esančių ir arčiau Žemės. Pavyzdžiui, Jupiterio palydovai Ijo, Europa ir Ganimedas taip pat yra orbitiniame rezonanse, ir jų periodai susiję tokiu santykiu: 1:2:4. Tai reiškia, kad Europos periodas yra du kartus didesnis nei Ijo, o Ganimedo – du kartus didesnis nei Europos.
TRAPPIST-1 septynių planetų orbitų rezonansas yra rekordinis tarp žinomų planetų sistemų. Iki šiol rekordininkėmis buvo Kepler-80 ir Kepler-223 planetų sistemos, kurių kiekvienoje yra po keturias planetas, susijusias orbitiniu rezonansu. Įdomu, kad iš šio rezonanso nėra lengva ištrūkti – jei viena planeta nuo jo kiek nukrypsta, kitos vėl priverčia ją sugrįžti į rezonansą – į jį pakliuvus, planetai ištrūkti yra sunku.
Daugiau:
Atrasta unikali planetų sistema
Keplerio kosminio teleskopo misija: paskelbta apie 1284 naujų planetų
„Mokslo sriuba“: didžiausias kosminis teleskopas astronomijos istorijoje
Chaotiškas Plutono palydovų judėjimas
VU TFAI Molėtų astronomijos observatoriją papildys naujas žvaigždžių stebėjimo prietaisas
Pristatyta koncepcinė „Boeing“ tolimojo kosmoso tyrimo platforma