Komunikat prasowy

Wokół pobliskiego ultrachłodnego gwiazdowego karła odkryto trzy światy potencjalnie nadające się do zamieszkania

Najlepsze miejsce do poszukiwania życia poza Układem Słonecznym

2 maja 2016

Astronomowie korzystający z teleskopu TRAPPIST w Obserwatorium La Silla odkryli trzy planety krążące wokół ultrachłodnego gwiazdowego karła w odległości zaledwie 40 lat świetlnych od Ziemi. Światy te mają rozmiary i temperatury podobne do Wenus oraz Ziemi i są jak dotąd najlepszymi odnalezionymi celami do poszukiwań życia poza Układem Słonecznym. Są pierwszymi planetami odkrytymi wokół tak niewielkiej i słabej gwiazdy. Najnowsze wyniki zostaną opublikowane 2 maja 2016 r. w czasopiśmie „Nature”.

Zespół astronomów, którym kierował Michaël Gillon z Institut d’Astrophysique et Géophysique at the University of Liège w Belgii, użył belgijskiego teleskopu TRAPPIST [1] do obserwacji gwiazdy 2MASS J23062928-0502285, od teraz znanej także jako TRAPPIST-1. Badacze odkryli, iż ta słaba i chłodna gwiazda osłabia blask w regularnych odstępach czasu, co wskazuje, że kilka obiektów przechodzi pomiędzy nią, a Ziemią [2]. Szczegółowe analizy pokazały, że istnieją tam trzy planety o podobnych do Ziemi rozmiarach.

TRAPPIST-1 jest ultrachłodnym gwiazdowym karłem – znacznie chłodniejszym i czerwieńszym niż Słońce oraz niewiele większym niż Jowisz. Takie gwiazdy są powszechne w Drodze Mlecznej i żyją bardzo długo, ale po raz pierwszy odnaleziono planety wokół jednej z nich. Pomimo, że jest tak blisko Ziemi, gwiazda jest zbyt słaba i zbyt czerwona, aby zobaczyć ją gołym okiem, bądź nawet przy pomocy dużego teleskopu amatorskiego. Na niebie znajduje się w konstelacji Wodnika.

Emmanuël Jehin, współautor nowych badań, jest podekscytowany: „To jest prawdziwa zmiana paradygmatu odnośnie populacji planet i ścieżek poszukiwania życia we Wszechświecie. Jak dotąd istnienie takich ‘czerwonych światów’ okrążających ultrachłodne gwiazdowe karły było czysto teoretyczne, ale teraz mamy nie jedną samotną planetą wokół tak słabej, czerwonej gwiazdy, ale kompletny system trzech planet!”

Michaël Gillon, pierwszy autor publikacji opisującej odkrycie, wyjaśnia znaczenie nowych badań: „Dlaczego próbujemy wykryć podobne do Ziemi planety wokół najmniejszych i najchłodniejszych gwiazd w sąsiedztwie Słońca? Powód jest prosty: układy wokół tych niewielkich gwiazd są jedynymi miejscami, w których przy pomocy obecnej technologii możemy wykryć życie na egzoplanecie rozmiarów Ziemi. Zatem jeśli chcemy odnaleźć życie gdzieś we Wszechświecie, to tutaj właśnie powinniśmy zacząć poszukiwania.”

Astronomowie będą poszukiwali oznak życia badając efekty, jakie atmosfera tranzytującej planety wywiera na światło docierające do Ziemi. Dla planet rozmiarów Ziemi okrążających większość gwiazd, ten niewielki efekt jest schowany w blasku światła gwiazdy. Jedynie w przypadku słabych, czerwonych, ultrachłodnych karłów – takich jak TRAPPIST-1 – efekt jest wystarczająco duży, aby móc go wykryć.

Dalsze obserwacje większymi teleskopami, w tym należącym do ESO instrumentem HAWK-I na 8-metrowym Bardzo Dużym Teleskopie w Chile, pokazały że planety krążące wokół TRAPPIST-1 mają rozmiary podobne do Ziemi. Okresy orbitalne dwóch z nich wynoszą odpowiednio 1,5 dnia i 2,4 dnia, a trzecia planeta ma mniej dokładnie ustalony okres w zakresie od 4,5 dnia do 73 dni.

„Przy tak krótkich okresach orbitalnych planety są od 20 do 100 razy bliżej swojej gwiazdy niż Ziemia od Słońca. Struktura tego układu planetarnego jest bardziej podobna w skali do systemu księżyców Jowisza niż do struktury Układu Słonecznego” wyjaśnia Michaël Gillon.

Mimo, że krąża bardzo blisko swojej małej gwiazdy, dwie wewnętrzne planety otrzymują zaledwie cztery i dwa razy więcej promieniowania niż Ziemia, ponieważ ich gwiazd jest znacznie słabsza niż Słońce. Plasuje je to bliżej gwiazdy niż strefa nadająca się do zamieszkania (tzw. ekosfera lub ekostrefa) tego systemu, ale nadal możliwe jest, że posiadają na swoich powierzchniach obszary możliwe do zamieszkania. Orbita trzeciej, zewnętrznej planety nie jest dobrze znana, ale prawdopodobnie obiekt otrzymuje mniej promieniowania niż Ziemia, przy czym nadal może znajdować się w strefie nadającej się do zamieszkania.

„Dzięki kilku olbrzymim teleskopom znajdującym się obecnie w trakcie budowy, w tym budowanemu przez ESO teleskopowi E-ELT oraz konstruowanemu przez NASA/ESA/CSA Kosmicznemu Teleskopowi Jamesa Webba (JWST), który zostanie wystrzelony w 2018 r., wkrótce będziemy w stanie badać skład atmosferyczny tych planet i sprawdzać najpierw czy posiadają wodę, a następnie szukać oznak aktywności biologicznej. Jest to gigantyczny krok w poszukiwaniach życia we Wszechświecie” podsumowuje Julien de Wit, współautor z Massachusetts Institute of Technology (MIT) w Stanach Zjednoczonych.

Opisywana publikacja otwiera nowy kierunek w poszukiwaniach egzoplanet, ponieważ około 15% gwiazd w pobliżu Słońca to ultrachłodne karły. Wskazuje także, że poszukiwania planet pozasłonecznych wkroczyły w zakres potencjalnie zamieszkiwalnych kuzynek Ziemi. Przegląd TRAPPIST jest prototypem dla bardziej ambitnego projektu o nazwie SPECULOOS, który zostanie zainstalowany w Obserwatorium Paranal [3].

Uwagi

[1] TRAPPIST (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope) jest belgijskim robotycznym teleskopem o średnicy 0,6 metra, kierowanym przez University of Liège i znajdującym się w ESO w Obserwatorium La Silla w Chile. Większość czasu spędza na monitorowaniu światło od około 60 najbliższych ultrachłodnych karłów i brązowych karłów („gwiazd”, które nie są wystarczająco masywne, aby rozpocząć trwałą fuzję termojądrową w swoich wnętrzach), poszukując dowodów na tranzyty planet. W tym przypadku celem był TRAPPIST-1, który jest ultrachłodnym karłem z około 0,05 luminosity Słońca i masą około 8% masy Słońca.

[2] Jest to jedna z głównych metod, których astronomowie używają do identyfikowania obecności planet wokół gwiazd. Analizuje się światło docierające od gwiazdy, aby sprawdzić czy jego część nie jest blokowana gdy planeta przechodzi na linii widzenia pomiędzy gwiazdą, a Ziemią - dokonuje tranzytu, jak mówią astronomowie. Jeśli planet krąży wokół swojej gwiazdy, oczekujemy dostrzeżenia regularnych, małych pociemnień światła docierającego od gwiazdy, gdy planeta porusza się przed nią.

[3] SPECULOOS jest głównie finansowany przez European Research Council i kierowany przez University of Liège. Cztery 1-metrowe robotyczne teleskopy zostaną zainstalowane w Obserwatorium Paranal, aby w ciągu najbliższych pięciu lat poszukiwać planet nadających się do zamieszkania wokół 500 ultrachłodnych gwiazd.

Więcej informacji

Wyniki badań zaprezentowano w artykule pt. „Temperate Earth-sized planets transiting a nearby ultracool dwarf star”, M. Gillon et al., który ukaże się w czasopiśmie Nature.

Skład zespołu badawczego: M. Gillon (Institut d’Astrophysique et Géophysique, Université de Liège, Belgia), E. Jehin (Institut d’Astrophysique et Géophysique, Université de Liège, Belgia), S. M. Lederer (NASA Johnson Space Center, USA), L. Delrez (Institut d’Astrophysique et Géophysique, Université de Liège, Belgia), J. de Wit (Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology, USA), A. Burdanov (Institut d’Astrophysique et Géophysique, Université de Liège, Belgia), V. Van Grootel (Institut d’Astrophysique et Géophysique, Université de Liège, Belgia), A. J. Burgasser (Center for Astrophysics and Space Science, University of California, San Diego, USA and Infrared Telescope Facility, operated by the University of Hawaii), C. Opitom (Institut d’Astrophysique et Géophysique, Université de Liège, Belgia), A. H. M. J. Triaud (Cavendish Laboratory, Cambridge, Wielka Brytania), B-O. Demory (Cavendish Laboratory, Cambridge, Wielka Brytania), D.K. Sahu (Indian Institute of Astrophysics, Bangalore, Indie), D. B. Gagliuffi (Center for Astrophysics and Space Science, University of California, San Diego, USA and Infrared Telescope Facility, operated by the University of Hawaii), P. Magain (Institut d’Astrophysique et Géophysique, Université de Liège, Belgia) oraz D. Queloz (Cavendish Laboratory, Cambridge, Wielka Brytania).

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Wspiera je 16 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop E-ELT (European Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.

Linki

• Publikacja naukowa
• TRAPPIST jest akronimem od „TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope”, więcej informacji tutaj i na witrynie TRAPPIST
• SPECULOOS jest akronimem od „Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars". Więcej informacji można znaleźć tutaj

Kontakt

Michaël Gillon
University of Liege
Belgium
Tel.: +32 43 669 743
Tel. kom.: +32 473 346 402
E-mail: michael.gillon@ulg.ac.be

Julien de Wit
MIT
Cambridge, Massachusetts, USA
E-mail: jdewit@mit.edu

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Tel. kom.: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych