De zeven planeten die in een baan om de ultrakoude dwerg Trappist-1 draaien, zijn meestal rotsachtig, en sommige hebben misschien meer water dan de aarde.
Een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics, die zich richt op de dichtheid van werelden in het Trappist-1-systeem, heeft tot nu toe de meest nauwkeurige resultaten opgeleverd. Er werd dus vastgesteld dat sommige planeten voor 5% bedekt zijn met water - dit is 250 keer meer dan water op aarde.
"Alle Trappist-1-planeten lijken erg op de aarde: ze hebben een vaste kern omgeven door een atmosfeer", zegt Simon Grimm, een exoplanetoloog aan de Universiteit van Bern, in een brief aan Space.com. "Trappist-1 is de planeet die het meest op de aarde lijkt in termen van massa, straal en energie van een ster."
Grimm en zijn collega's raakten geïnteresseerd in het systeem na de ontdekking ervan in 2016 en besloten het te bestuderen met behulp van de transittijdvariatiemethode (TTV). Door kleine variaties te observeren in de perioden waarin de planeet vanuit ons oogpunt voor de ster passeerde, stelt deze methode onderzoekers in staat om misschien wel de meest nauwkeurige studies uit te voeren naar planetaire massa's en dichtheden.
"TTV is nu de enige methode om de massa en dus de dichtheid van planeten zoals het Trappist-1-systeem te bepalen", zegt Grimm.
Wetenschappers gebruikten gegevens van de Spitzer-ruimtetelescoop en verschillende ruimtevaartuigen van de European Southern Observatory in Chili om gedetailleerde waarnemingen te doen die zouden helpen bij het bestuderen van variaties in planetaire banen.
Een grafiek van de massa's en stralen van de Trappist-1-planeten, de aarde en Venus. Curven volgen geïdealiseerde composities van rotsachtige en waterrijke omgevingen (oppervlaktetemperatuur vastgesteld op 200 K) / Universiteit van Bern.
Als de planeet alleen om zijn ster zou draaien, zou hij alleen worden blootgesteld aan het zwaartekrachteffect van de ster. Maar als er twee of meer werelden in het systeem zijn, werken de planeten gravitatie samen en werken ze op elkaar in met een kracht die overeenkomt met hun massa. Deze veranderingen zijn afhankelijk van planetaire massa's, afstand en andere orbitale parameters.
Promotie video:
Tegelijkertijd maken "overvolle systemen" zoals Trappist-1 het moeilijk om de effecten van individuele planeten te bepalen, aangezien elk van deze zijn buren beïnvloedt. Het is gemakkelijker om de planeten van dit systeem rechtstreeks te meten, omdat ze synchroon draaien. Samen vormen de zeven exoplaneten een resonantieketen die ze allemaal met elkaar verbindt en een langzame, rustige evolutie suggereert.
"Het Trappist-1-systeem is bijzonder omdat al zijn planeten in resonantie zijn", legt Grimm uit.
De wetenschapper gebruikte een simulatie die hij eerder gebruikte om planetaire banen te berekenen en paste deze aan de TTV-analyse aan. Met behulp van meer dan 200 transits simuleerde zijn team de massa's en dichtheden van de planeten en simuleerde hun banen tot het moment dat de gesimuleerde transits overeenkwamen met de waarnemingen.
De onderzoekers ontdekten dat planetaire dichtheden variëren van 0,6 tot 1,0 van de aarde. Zeven van hen zijn rijk aan water, en bij sommige is wel 5% van de totale massa nodig. Ter vergelijking: water is slechts 0,02% van de massa van de aarde.
Trappist-1b en c - het dichtst bij de ster - hebben hoogstwaarschijnlijk rotskernen en zijn omgeven door dichte atmosferen.
Trappist-1d is de lichtste van de zeven planeten, met een massa van ongeveer 30% van de massa van de aarde. De lage massa kan te wijten zijn aan de uitgebreide atmosfeer, de oceaan of een laag ijs.
Trappist-1f, g en h zijn ver genoeg van hun ster verwijderd dat het water op hun hele oppervlak volledig bevroren is. Het is onwaarschijnlijk dat dunne atmosferen zwaardere moleculen zoals de aarde kunnen bevatten.
Daarnaast is er Trappist-1e, de meest aardse van de groep. Het is iets dichter dan onze planeet en heeft hoogstwaarschijnlijk een dichtere ijzeren kern. Het kan ook een dichte atmosfeer, oceaan of ijskap missen.
De onderzoekers waarschuwden dat deze resultaten niets zeggen over de bewoonbaarheid van de planeet. Het werk kan wetenschappers echter helpen de omstandigheden op het werk in overvolle systemen beter te begrijpen en te bepalen of er leven kan bestaan op de werelden van het Trappist-1-systeem.
Vladimir Guillen
