Kamenné planety v systému TRAPPIST-1 nejspíš mají velké zásoby vody

Planety obíhající kolem slabého červeného trpaslíka TRAPPIST-1, který se nachází jen 40 světelných let od Slunce, se poprvé podařilo detekovat v roce 2016. Pozorování získaná v následujícím roce pomocí dalších pozemních i kosmických přístrojů odhalila, že systém tvoří minimálně sedm planet, které jsou všechny svou velikostí podobné Zemi. Planety nesou označení TRAPPIST-1b, c, d, e, f, g a h, v pořadí se zvyšující se vzdáleností od centrální hvězdy systému.

Sedm různých světů

Vnitřní planety TRAPPIST-1b a TRAPPIST-1c mají pravděpodobně kamenná jádra a jsou obklopeny atmosférami mnohem hustějšími, než má Země. Třetí planeta TRAPPIST-1d je nejspíš nejlehčím tělesem systému s hmotností pouhých 30 % Země. Vědci si zatím nejsou jisti, zda má rozsáhlou atmosféru nebo je pokryta oceánem, či dokonce ledovým příkrovem.

Vědce překvapilo, že planeta TRAPPIST-1e je jediným tělesem v systému, které má větší hustotu než Země, což naznačuje, že by mohla mít hustější železné jádro a nemusí tedy nutně mít hustou atmosféru, oceán nebo ledový povrch. Zdá se, že v případě TRAPPIST-1e tvoří horniny mnohem větší část tělesa, než je tomu u ostatních planet systému. Pokud však jde o velikost, hustotu a množství záření dopadajícího na povrch, je Zemi nejpodobnější.

TRAPPIST-1f, TRAPPIST-1g a TRAPPIST-1h jsou dost daleko od hvězdy, aby voda zamrzla na celém povrchu. Pokud tato tělesa mají řídké atmosféry, je nepravděpodobné, že by obsahovaly těžké molekuly, jako je třeba oxid uhličitý, které nacházíme na Zemi.

„Je zajímavé, že vnitřní planety systému nejsou nejhustější, a také, že chladnější planety nemohou mít husté atmosféry,“ poznamenává spoluautorka práce Caroline Dorn ze švýcarské University of Zurich.

Více vody než na Zemi

Hustoty jednotlivých těles v systému, které jsou nyní známy mnohem přesněji než doposud, naznačují, že některé planety mohou obsahovat až 5 % hmotnosti v podobě vody – tedy 250× více než v oceánech na Zemi (pro srovnání, v případě Země tvoří voda jen asi 0,02 % hmotnosti) Teplejší planety ležící nejblíže své mateřské hvězdy mají pravděpodobně husté atmosféry obsahující značné množství vodní páry, vzdálenější pak mohou být pokryty silným ledovým příkrovem. Čtvrtá planeta systému TRAPPIST-1e je, pokud jde o velikost, hustotu a množství záření dopadajícího na povrch, nejpodobnější Zemi. Ze všech sedmi těles obsahuje největší množství hornin a má potenciál udržet na povrchu vodu v kapalném stavu.

Simon Grimm vysvětluje postup určení hmotnosti: „Planety v systému TRAPPIST-1 jsou tak blízko sebe, že se navzájem gravitačně ovlivňují, proto dochází k časovým posunům v okamžicích přechodů jednotlivých těles přes disk mateřské hvězdy. Tyto odchylky závisí jednak na hmotnosti těles, ale také na vzdálenosti a dalších parametrech dráhy. S pomocí počítačového modelu simulujeme dráhy planet, dokud vypočtené okamžiky přechodů nesouhlasí s napozorovanými daty. Takto je možné zjistit hmotnosti těles.“

TIP: Důležitý objev: NASA hlásí sedm planet podobných Zemi u nedaleké hvězdy

Měření hustoty, v kombinaci s modely složení těles, naznačují, že planety systému TRAPPIST-1 nejsou jen pusté kamenné světy. Zdá se, že tělesa obsahují značné množství těkavých materiálů, pravděpodobně vody, která by v některých případech mohla tvořit až 5 % jejich celkové hmotnosti.

„Hustota, ačkoliv je velmi podstatná pro odvození složení planety, neříká takřka nic o její obyvatelnosti. Naše studie je však důležitým krokem na cestě k poznání, zda některá z těchto planet je schopná skutečně nést život,“ říká spoluautor práce Brice-Olivier Demory ze švýcarské University of Bern.

Cesta do systému TRAPPIST-1: