Przejdź do treści

Formowanie się egzoplanet w układzie TRAPPIST-1

img

TRAPPIST-1 to układ siedmiu planet wielkości Ziemi krążących wokół bardzo zimnego karła znajdującego się około 40 lat świetlnych stąd. Do odkrycia tych planet została użyta kamera IRAC zamontowana na teleskopie Spitzera. Trzy z tych planet krążą w tak zwanej ekosferze gwiazdy. Uważa się, że gwiazda, a tym samym jej planety, ma około 8 mld lat, prawie dwa razy więcej niż nasz Układ Słoneczny. Dla naukowców poszukujących dowodów na życie gdzie indziej, zaawansowany wiek układów planetarnych stanowi więcej czasu do działania chemii i ewolucji niż miało to miejsce na Ziemi. Z drugiej strony, wszystkie planety znajdują się blisko gwiazdy (pod wpływem działania pływów gwiazdy, zawsze zwrócone tą samą stroną w jej kierunku), i w rezultacie otrzymałyby miliardy razy więcej wysokoenergetycznego promieniowania w ciągu roku od wiatrów gwiazdy, być może niekorzystnie wpływających na atmosfery wszystkich, które je posiadają.

Niemniej jednak trzy planety w ekosferze mogłyby mieć wodę w stanie ciekłym, jeżeli uformowałyby się z odpowiednim składem i/lub gdyby woda została następnie osadzona na ich powierzchni. Pas Kuipera w naszym Układzie Słonecznym jest orbitującym dyskiem komet i małych obiektów, który rozciąga się w przybliżeniu od Neptuna do 50 jednostek astronomicznych od Słońca (jedna j.a. to średnia odległość Ziemia-Słońce). Uważa się, że komety dostarczały wodę na Ziemię w młodości, a komety w Pasie Kuipera TRAPPIST-1 – jeżeli taki tam istnieje – mogą stanowić sposób na dostarczenie wody na jego siedem planet. Przy odpowiednich warunkach atmosferycznych trzy planety w strefie zdatnej do zamieszkania mogą mieć nawet płynną wodę na swoich powierzchniach.

Zespół naukowców wykorzystał ALMA do badania układu TRAPPIST-1 w celu znalezienia śladów pasa egzo-Kuipera i wskazówek dotyczących formowania się jego planet. Naukowcy poszukiwali promieniowania emitowanego przez ziarna pyłu i tlenek węgla, ale nie znaleźli żadnego. Ograniczenia były jednak wystarczająco czułe, aby wyciągnąć ważne wnioski w połączeniu z ostrożnymi szacunkami wieku i ewolucji układu. Naukowcy wnioskują, że układ TRAPPIST-1 prawdopodobnie powstał z dyskiem planetarnym o promieniu mniejszym niż 40 j.a., jego masa była mniejsza niż około 20 Ziem, a ponadto bardzo możliwe, że większość ziaren pyłu w dysku została przetransportowana do wewnątrz i wykorzystana do stworzenia siedmiu planet. Naukowcy wykorzystali swój kod modelujący do zbadania archiwalnych danych ALMA dotyczących pobliskiej gwiazdy Proxima Centauri i jej układu planetarnego. Wykazali także jedynie górne granice emisji pyłu i gazu, co sugeruje, że jej młody dysk był mniej masywny niż około 1/10 tego, z którego uformował się nasz Układ Słoneczny. Wyniki te pozostawiają pytanie o wczesny transport wody niepewny w tych układach, ale zachęciły naukowców do zastosowania swoich technik do młodszych i bliższych układów gwiazdowych w celu zwiększenia wykrywalności i udoskonalenia modeli.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
Forming the TRAPPIST-1 Exoplanets

Searching for a dusty cometary belt around TRAPPIST-1 with ALMA

Źródło: CfA

Na ilustracji: Schemat – wizja artystyczna – przedstawiający układ TRAPPIST-1 w porównaniu z planetami Układu Słonecznego. Źródło: NASA/JPL-Caltech