Februarja 2017 je skupina evropskih astronomov napovedala odkritje sistema sedmih planetov, ki kroži okoli orbite bližnje zvezde TRAPPIST-1. Poleg tega, da je bilo vseh sedem planetov skalnih, je bil dodaten bonus treh od njih v orbiti v območju bivalnega območja TRAPPIST-1. Od tega časa je bilo izvedenih več raziskav, da bi ugotovili, ali bi lahko kateri od teh planetov bival ali ne.
V skladu s tem ciljem so se te študije osredotočile na to, ali imajo ti planeti atmosfero, njihove kompozicije in notranjost ali ne. Eno najnovejših raziskav sta izvedla dva raziskovalca iz laboratorija Cool Worlds Univerze Columbia, ki sta ugotovila, da ima eden od planetov TRAPPIST-1 (TRAPPIST-1e) veliko železno jedro - ugotovitev, ki bi lahko vplivala na njegovo življenje.
Študijo z naslovom „TRAPPIST-1e ima veliko železno jedro“, ki sta jo pred kratkim pojavili na spletu - sta vodila Gabrielle Englemenn-Suissa in David Kipping, študent dodiplomskega študija in docent profesorja astronomije na univerzi Columbia. Zaradi svoje študije sta Englemenn-Suissa in Kipping izkoristila nedavne študije, ki so omejile mase in polmese planetov TRAPPIST-1.
Te in druge študije so koristile dejstvu, da je TRAPPIST-1 sedem planetov, zaradi česar je idealno primeren za eksoplanetne študije. Kot je profesor Space Kipping povedal za Space Magazine po e-pošti:
"To je čudovit laboratorij za eksoplanetarno znanost iz treh razlogov. Prvič, sistem ima ogromnih sedem tranzitnih planetov. Globina tranzita narekuje velikost vsakega planeta, tako da lahko natančno izmerimo njihove velikosti. Drugič, planeti gravitacijsko medsebojno vplivajo, kar vodi do sprememb v prehodnih časih, ki so bile uporabljene za sklepanje o masah vsakega planeta, spet do impresivne natančnosti. Tretjič, zvezda je zelo majhna in je pozni M-pritlikavec, približno osemnajstna velikost Sonca, kar pomeni, da se tranziti zdijo 8 ^ 2 = 64-krat globlji, kot bi bili, če bi bila zvezda velikosti Sonca. Tu imamo veliko stvari, ki delujejo v našo korist. "
Englemann-Suissa in Kipping sta skupaj merila maso in polmer planetov TRAPPIST-1, da bi sklepala na najmanjšo in največjo frakcijo jedra polmera (CRF) vsakega planeta. To je temeljilo na študiji, ki so jo predhodno opravili (skupaj z Jingjingom Chenom, doktorskim kandidatom na univerzi Columbia in članom laboratorija Cool Worlds), v kateri so razvili svojo metodo za določitev CRF na planetu. Kot je opisal Kipping, je metoda:
»Če maso in polmer poznate zelo natančno, kot je sistem TRAPPIST-1, jih lahko primerjate s tistimi, ki jih predvidevajo teoretični modeli notranje opreme. Težava je v tem, da ti modeli na splošno sestavljajo možne štiri plasti, železno jedro, silikatni plašč, vodni sloj in lahka hlapna ovojnica (Zemlja ima samo prva dva, njena atmosfera prispeva zanemarljivo k masi in polmeru). Torej štiri neznane in dve izmerjeni količini sta načeloma neomejen in nerešljiv problem. "
Njihova študija je upoštevala tudi prejšnje delo drugih znanstvenikov, ki so poskušali omejiti kemično sestavo sistema TRAPPIST-1. V teh raziskavah so avtorji domnevali, da so kemične sestave planetov povezane z zvezdo, ki jo je mogoče izmeriti. Vendar sta Englemann-Suissa in Kipping uporabila bolj „agnostističen“ pristop in preprosto preučila mejne pogoje problema.
"V bistvu pravimo, da glede na maso in polmer ni modelov z jedri, manjšimi od X, ki bi lahko razložili opaženo maso in polmer," je dejal. »Jedro je morda večje od X, vendar mora biti vsaj X, saj noben teoretični model ne bi mogel razložiti drugače. Tukaj bi X ustrezal temu, kar bi lahko imenovali najmanjši delež polmera jedra. Nato igramo isto igro za največjo omejitev. "
Ugotovili so, da je najmanjša velikost jedra šestih planetov TRAPPIST-1 v bistvu enaka nič. To pomeni, da bi bilo mogoče njihove sestavke razložiti, ne da bi nujno imeli železno jedro - na primer, čisto silikatno odejo je lahko vse, kar je tam. Toda v primeru TRAPPIST-1e so ugotovili, da mora njegovo jedro po polmeru predstavljati vsaj 50% planeta in največ 78%.
Primerjajte to z Zemljo, kjer trdno notranje jedro železa in niklja ter tekoče zunanje jedro iz staljene zlitine železa in niklja predstavljata 55% polmera planeta. Med zgornjo in spodnjo mejo CRF TRAPPIST-1e so ugotovili, da mora imeti gosto jedro, ki je verjetno primerljivo z Zemljo. Ta ugotovitev bi lahko pomenila, da je od vseh planetov TRAPPIST-1 e najbolj »podoben Zemlji« in ima verjetno zaščitno magnetosfero.
Kot je nakazal Kipping, bi to lahko imelo ogromne posledice, ko gre za lov na bivalne eksoplanete in bi lahko TRAPPIST-1e potisnilo na vrh seznama:
„To me še posebej navduši nad TRAPPIST-1e. Ta planet je manjši od Zemlje, sedi tik v naselju in zdaj vemo, da ima veliko železno jedro kot Zemlja. Vemo tudi, da zaradi drugih meritev nima lahke hlapne ovojnice. Poleg tega se zdi, da je TRAPPIST-1 tišja zvezda kot Proxima, zato sem veliko bolj optimističen glede TRAPPIST-1e kot potencialne biosfere kot trenutno Proxima b. "
To je vsekakor dobra novica glede na nedavne študije, ki kažejo, da Proxima b verjetno ne bo bival. Med zvezdami, ki oddajajo močne izbruhe, ki jih je s prostim očesom mogoče videti, da ozračje in tekoča voda na svoji površini ne bi preživeli dolgo, se najbližji eksoplanet našega Osončja trenutno ne šteje za dobrega kandidata za iskanje bivalnega sveta ali zunajzemeljsko življenje.
V zadnjih letih sta se Kipping in njegovi sodelavci in laboratorij Cool Worlds posvetili tudi preučevanju možnih eksoplanetov okoli Proxime Centauri. Z uporabo satelita za mikrovarljivost in nihanje zvezd (MOST) kanadske vesoljske agencije so Kipping in njegovi sodelavci spremljali Proximo Centauri maja 2014 in maja 2015 še enkrat, da bi iskali znake tranzitnih planetov.
Medtem ko so odkritje Proxime b na koncu naredili astronomi na ESO z uporabo metode radialne hitrosti, je bila ta akcija pomembna, saj je opozorila na verjetnost iskanja zemeljskih, potencialno bivalnih planetov okoli bližnjih zvezd tipa M (rdeče pritlikavke). V prihodnosti si Kipping in njegova ekipa upajo, da bodo izvedli tudi študije Proxime b, da bi ugotovili, ali ima ozračje in ugotovili, kakšen bi lahko bil njegov CRF.
Še enkrat se zdi, da je eden od mnogih skalnih planetov, ki kroži okoli zvezde rdečega pritlikavca (in ki je bližje Zemlji), morda le glavni kandidat za študije o stanovanju! Prihodnje raziskave, ki bodo koristile uvedbo teleskopov nove generacije (kot so Vesoljski teleskop James Webb) bo nedvomno razkril več o tem sistemu in vseh potencialno bivalnih svetovih, ki jih ima.
