2017 yılının Şubat ayında, bir Avrupalı gökbilimciler ekibi, yakındaki yıldız TRAPPIST-1'in etrafında dönen yedi gezegenli bir sistem keşfettiğini açıkladı. Yedi gezegenin de kayalık olmasının yanı sıra, TRAPPIST-1'in yaşanabilir bölgesinde yörüngede toplanan üç bonus eklendi. O zamandan beri, bu gezegenlerden herhangi birinin yaşanabilir olup olmadığını belirlemek için birden fazla çalışma yapılmıştır.
Bu hedefe uygun olarak, bu çalışmalar bu gezegenlerin atmosferine, kompozisyonlarına ve iç mekanlarına sahip olup olmadıklarına odaklanmıştır. En son çalışmalardan biri, TRAPPIST-1 gezegenlerinden (TRAPPIST-1e) büyük bir demir çekirdeğe (bu gezegenin yaşanabilirliği için sonuçları olabilecek bir bulgu) sahip olduğunu belirleyen Columbia Üniversitesi'nin Cool Worlds Laboratuvarı'ndan iki araştırmacı tarafından gerçekleştirildi.
“TRAPPIST-1e'nin Büyük Bir Demir Çekirdeği Var” adlı çalışma, yakın zamanda çevrimiçi olarak ortaya çıktı - sırasıyla Columbia Üniversitesi'nde lisans öğrencisi ve Astronomi Yardımcı Doçenti olan Gabrielle Englemenn-Suissa ve David Kipping tarafından gerçekleştirildi. Çalışmaları uğruna Englemenn-Suissa ve Kipping, TRAPPIST-1 gezegenlerinin kütleleri ve yarıçaplarına kısıtlamalar getiren son çalışmalardan yararlandı.
Bu ve diğer çalışmalar, TRAPPIST-1'in yedi gezegen sistemi olması gerçeğinden faydalanmıştır, bu da onu güneşdışı gezegen çalışmaları için ideal kılmaktadır. Profesör Kipping'in Space Magazine'e e-posta yoluyla söylediği gibi:
“Üç nedenden dolayı dünya dışı bilim için harika bir laboratuvar. Birincisi, sistem bir kuyruklu yedi geçiş gezegenine sahiptir. Geçişlerin derinliği, her gezegenin boyutunu belirler, böylece boyutları oldukça hassas bir şekilde ölçebiliriz. İkincisi, gezegenler kütleçekimsel olarak birbirleriyle etkileşirler ve geçiş zamanlarında değişikliklere yol açarlar ve bunlar yine her bir gezegenin kütlelerini, yine etkileyici hassasiyete çıkarmak için kullanılmıştır. Üçüncüsü, yıldız, Güneş'in sekizinci büyüklüğünde, geç M-cüce olmaktan çok küçüktür ve bu, geçişlerin yıldız Güneş boyutunda olmasından 8 8 = 2 = 64 kat daha derin olduğu anlamına gelir. Bu yüzden burada bizim lehimize çalışan birçok şey var. ”
Englemann-Suissa ve Kipping birlikte, her gezegenin minimum ve maksimum Çekirdek Yarıçap Fraksiyonunu (CRF) çıkarmak için TRAPPIST-1 gezegenlerinin kütle ve yarıçap ölçümlerini kullandılar. Bu, daha önce yürüttükleri bir çalışma üzerine inşa edilmiş (bir gezegenin CRF'sini belirleme yöntemlerini geliştirdikleri Columbia Üniversitesi'nde doktora adayı ve Cool Worlds Laboratuarı üyesi Jingjing Chen ile birlikte). Kipping'in yöntemi açıkladığı gibi:
“Eğer kütle ve yarıçapı TRAPPIST-1 sistemi gibi çok hassas bir şekilde biliyorsanız, bunları teorik iç yapı modellerinden tahmin edilenle karşılaştırabilirsiniz. Sorun şu ki, bu modeller genellikle olası dört katman, bir demir çekirdek, bir silikat manto, bir su katmanı ve hafif bir uçucu zarftan oluşur (Dünya sadece ilk ikisine sahiptir, atmosferi kütle ve yarıçapa ihmal edilebilir katkıda bulunur). Dolayısıyla dört bilinmeyen ve ölçülen iki miktar prensipte kısıtsız, çözülemez bir sorundur. ”
Çalışmalarında, TRAPPIST-1 sisteminin kimyasal bileşimi üzerinde kısıtlamalar koymaya çalışan diğer bilim adamları tarafından yapılan önceki çalışmalar da dikkate alındı. Bu çalışmalarda yazarlar, gezegenlerin kimyasal bileşimlerinin ölçülebilen yıldızın kimyasal bileşimlerine bağlı olduğunu varsaydılar. Bununla birlikte, Englemann-Suissa ve Kipping daha “agnostik” bir yaklaşım benimsedi ve sadece sorunun sınır koşullarını düşündüler.
“Esasen kütle ve yarıçap göz önüne alındığında, gözlemlenen kütle ve yarıçapı muhtemelen açıklayabilecek X'ten küçük çekirdeklere sahip hiçbir model olmadığını söylüyoruz” dedi. “Çekirdek X'ten daha büyük olabilir, ancak en azından X olmalıdır, çünkü hiçbir teorik model aksini açıklayamaz. Burada X, minimum çekirdek yarıçapı kesiti olarak adlandırdığımız şeye karşılık gelir. Daha sonra aynı oyunu maksimum limit için oynuyoruz. ”
Belirledikleri, TRAPPIST-1 gezegenlerinden altısının asgari çekirdek boyutunun esasen sıfır olmasıydı. Bu, kompozisyonlarının mutlaka bir demir çekirdeğe sahip olmadan açıklanabileceği anlamına gelir - örneğin, saf bir silikat manto orada olan her şey olabilir. Ancak TRAPPIST-1e durumunda, çekirdeğinin gezegenin en az% 50'sini yarıçap ve en fazla% 78'ini içermesi gerektiğini buldular.
Bunu, demir ve nikelin katı iç çekirdeği ve erimiş demir-nikel alaşımının sıvı dış çekirdeğinin gezegenin yarıçapının% 55'ini oluşturduğu Dünya ile karşılaştırın. TRAPPIST-1e’nin CRF'sinin üst ve alt sınırı arasında, muhtemelen Dünya ile karşılaştırılabilir olan yoğun bir çekirdeğe sahip olması gerektiği sonucuna vardılar. Bu bulgu, tüm TRAPPIST-1 gezegenlerinin e'nin en “Dünya benzeri” olduğu ve muhtemelen koruyucu bir manyetosfere sahip olduğu anlamına gelebilir.
Kipping'in belirttiği gibi, yaşanabilir dış gezegenleri avlamak söz konusu olduğunda bunun büyük sonuçları olabilir ve TRAPPIST-1e'yi listenin en üstüne itebilir:
“Bu beni özellikle TRAPPIST-1e hakkında daha fazla heyecanlandırıyor. Bu gezegen Dünya'dan biraz daha küçük, yaşanabilir bölgede oturuyor ve şimdi Dünya gibi büyük bir demir çekirdeğe sahip olduğunu biliyoruz. Diğer ölçümler sayesinde hafif bir uçucu zarfın olmadığını da biliyoruz. Ayrıca TRAPPIST-1, Proxima'dan daha sessiz bir yıldız gibi görünüyor, bu yüzden şu anda Proxima b'den potansiyel biyosfer olarak TRAPPIST-1e hakkında çok daha iyimserim. ”
Bu, Proxima b'nin yaşanabilir olmayacağını gösteren son çalışmalar ışığında kesinlikle iyi bir haber. Yıldızı çıplak gözle görülebilen güçlü alevler yayan bir atmosfer ve sıvı suyun yüzeyinde uzun süre hayatta kalmama ihtimaline kadar Güneş Sistemimize en yakın dış gezegen şu anda yaşanabilir bir dünya bulmak için iyi bir aday olarak görülmüyor. ya da dünya dışı yaşam.
Son yıllarda, Kipping ve meslektaşları da kendilerini ve Cool Worlds Laboratuarını Proxima Centauri'deki olası dış gezegenleri incelemeye adadılar. Kanada Uzay Ajansı'nın Mikro Değişkenlik ve Yıldızların Salınımı (MOST) uydusunu kullanarak, Kipping ve meslektaşları, geçiş gezegenlerinin işaretlerini aramak için Mayıs 2014'te ve tekrar Mayıs 2015'te Proxima Centauri'yi izlediler.
Proxima b'nin keşfi nihayetinde Radyal Hız Yöntemi kullanılarak ESO'daki astronomlar tarafından yapılırken, bu kampanya yakındaki M tipi (kırmızı cüce) yıldızların çevresinde karasal, potansiyel olarak yaşanabilir gezegenler bulma olasılığına dikkat çekmekte önemliydi. Gelecekte, Kipping ve ekibi Proxima b'nin bir atmosfere sahip olup olmadığını belirlemek ve CRF'sinin ne olabileceğini belirlemek için çalışmalar yapmayı umuyor.
Bir kez daha, kırmızı bir cüce yıldızın etrafında dönen (ve Dünya'ya daha yakın olan) birçok kayalık gezegenden birinin, habitabilite çalışmaları için birincil aday olabileceği anlaşılıyor! Gelecek nesil teleskopların tanıtımından yararlanacak gelecek anketler ( James Webb Uzay Teleskobu) şüphesiz bu sistem ve sahip olduğu potansiyel olarak yaşanabilir dünyalar hakkında daha fazla şey ortaya çıkaracaktır.
