L'annuncio di un sistema a sette pianeti attorno alla stella TRAPPIST-1 all'inizio di quest'anno ha scatenato una raffica di interesse scientifico. Non solo questo è stato uno dei più grandi lotti di pianeti da scoprire attorno a una singola stella, ma il fatto che tutti e sette si dimostrassero di natura terrestre (rocciosa) era estremamente incoraggiante. Ancora più incoraggiante è stato il fatto che tre di questi pianeti sono stati trovati in orbita con la zona abitabile della stella.
Da quel momento, gli astronomi hanno cercato di imparare tutto ciò che potevano su questo sistema di pianeti. A prescindere dal fatto che abbiano o meno atmosfere, gli astronomi stanno anche cercando di saperne di più sulle loro orbite e condizioni di superficie. Grazie agli sforzi di un team internazionale di astronomi guidato dall'Università di Washington, ora abbiamo un'idea precisa di come potrebbero essere le condizioni sul suo pianeta più esterno - TRAPPIST-1h.
Secondo lo studio del team - "Una catena risonante a sette pianeti in TRAPPIST-1", che è stato recentemente pubblicato sulla rivista Astronomia della natura - hanno fatto affidamento sui dati della missione di Keplero per determinare il periodo orbitale del pianeta. Nello specifico, hanno consultato i dati ottenuti durante la Campagna 12 della missione K2, un periodo di osservazione di 79 giorni che si è svolto dal 15 dicembre 2016 al 4 marzo 2017.
Guidato da Rodrigo Luger, uno studente laureato all'Università di Washington, il team era già a conoscenza del modello nelle orbite dei sei pianeti interni del sistema. Questo si basava su dati precedenti forniti dallo Spitzer Space Telescope, che indicava che questi pianeti hanno una risonanza orbitale, vale a dire che i rispettivi periodi orbitali sono matematicamente correlati e si influenzano a vicenda.
Da questi dati, il team aveva già calcolato che TRAPPIST-1h avrebbe avuto un periodo orbitale di poco meno di 19 giorni. Dopo aver consultato i dati di K2, notarono che durante il periodo di osservazione di 79 giorni, TRAPPIST-1h effettuava quattro transiti della stella, che funzionava per un periodo orbitale di 18,77 giorni. In altre parole, il team ha scoperto che le loro osservazioni erano coerenti con i loro calcoli.
Questa scoperta è stata un gradito sollievo per Luger e i suoi colleghi. Come ha affermato in un comunicato stampa UW:
“TRAPPIST-1h era esattamente dove il nostro team lo aveva previsto. Per un po 'mi sono preoccupato di vedere quello che volevamo vedere. Le cose non sono quasi mai esattamente come ci si aspetta in questo campo - di solito ci sono sorprese dietro ogni angolo, ma la teoria e l'osservazione combaciavano perfettamente in questo caso. "
La scoperta di questa risonanza significa che TRAPPIST-1 ha stabilito un altro record. Per i principianti, è già noto per essere uno dei soli due sistemi a stella ad ospitare sette pianeti extra-solari - l'altro è il sistema a stella HR 8832, una stella variabile di tipo K3V a sequenza principale situata a 21 anni luce di distanza. Secondo, ha finora i pianeti terrestri più confermati da scoprire in un sistema a stella singola.
Ma con questi ultimi dati, TRAPPIST-1 ora detiene il primato di avere anche la maggior parte dei pianeti in risonanza orbitale. I precedenti segnaposti erano Kepler-80 e Kepler-223, entrambi con quattro pianeti in risonanza orbitale. Secondo Luger, questa risonanza fu probabilmente stabilita quando il sistema TRAPPIST-1 era ancora giovane e i pianeti erano ancora in fase di formazione. Come ha spiegato Luger:
“La struttura risonante non è una coincidenza e indica un'interessante storia dinamica in cui i pianeti probabilmente sono migrati verso l'interno in blocco. Ciò rende il sistema un ottimo banco di prova per la formazione dei pianeti e le teorie sulla migrazione. Potremmo quindi guardare un pianeta che una volta era abitabile e da allora si è congelato, il che è fantastico da contemplare e ottimo per gli studi di follow-up. ”
La possibilità che i pianeti abbiano raggiunto la loro attuale danza orbitale all'inizio della storia del sistema potrebbe anche significare che TRAPPIST-1h era una volta abitabile. Mentre tre pianeti orbitano attorno alla zona abitabile della stella (TRAPPIST-1 d, e, ef), TRAPPIST-1h orbita attorno alla stella a una distanza di circa 10 milioni di km (6 milioni di mi), che la colloca ben oltre la portata della zona abitabile della stella.
In effetti, a questa distanza, TRAPPIST-1h riceve circa l'energia dal Sole del pianeta nano Cerere (situato nel nostro Sistema Solare nella Cintura principale degli asteroidi, tra Marte e Giove), che si traduce in una temperatura media della superficie di 173 K (-100 ° C; -148 ° F). Ma in passato, quando la sua stella era più luminosa e più calda, il pianeta potrebbe aver ricevuto abbastanza energia che la sua superficie sarebbe stata abbastanza calda da sostenere l'acqua liquida.
"Potremmo quindi guardare un pianeta che una volta era abitabile e da allora si è congelato, il che è fantastico da contemplare e ottimo per gli studi di follow-up", ha detto Luger. TRAPPIST-1 è anche un candidato principale per lo studio di follow-up data la sua vicinanza. Situata a soli 39,5 anni luce dalla Terra, questa stella e il suo sistema di pianeti presentano alcune eccezionali opportunità per lo studio degli esopianeti e dell'abitabilità delle stelle di tipo M.
Oltre a ciò, questo studio ha anche dimostrato che, nonostante il fallimento di due ruote di reazione, la missione di Keplero è ancora estremamente utile quando si tratta dello studio degli esopianeti. Nonostante il fatto che mantenere un occhio costante sul sistema TRAPPIST-1 rappresentasse delle sfide strumentali, Kepler riuscì comunque a produrre informazioni affidabili coerenti con i calcoli del team.
Oltre a determinare il periodo orbitale di TRAPPIST-1h, il team ha usato i dati K2 per caratterizzare ulteriormente le orbite degli altri sei pianeti, escludere la possibilità che ci siano più pianeti nel sistema e imparare di più sulla stella stessa (come la sua rotazione periodo e livello di attività). Queste informazioni saranno anche cruciali per determinare se uno qualsiasi dei pianeti situati all'interno della zona abitabile della stella potrebbe effettivamente essere abitabile.
La scoperta del sistema di TRAPPIST-1 è stata un evento che era in corso da molti anni. Ma il ritmo con cui sono state scoperte nuove scoperte è stato molto impressionante. Nei prossimi anni, con il dispiegamento di cacciatori di pianeti di prossima generazione - come il James Webb Telescope e il Transitting Exoplanet Survey Satellite (TESS) - saremo in grado di scavare più a fondo e imparare ancora di più.
E assicurati di goderti questo video della risonanza orbitale di TRAPPIST-1, per gentile concessione dell'assistente professore Daniel Fabrycky dell'Università di Chicago:
