Tre potentiellt bebeoliga planeter hittade kring närliggande ultrasval stjärna

Med hjälp av teleskopet TRAPPIST vid ESO:s La Silla-observatorium har astronomer upptäckt tre planeter som kretsar kring en ultrasval dvärgstjärna bara 40 ljusår från jorden. Dessa världar, som är jämförbara med Venus och jorden i både storlek och temperatur, är de bästa målen hittills för forskare som söker efter liv utanför solsystemet. De är också de första planeterna som hittats hos en sådan pytteliten och ljussvag stjärna. .

Ett forskarlag lett av astronomen Michaël Gillon vid Institutet för astrofysik och geofysik vid Lièges universitet i Belgien har använt det belgiska teleskopet TRAPPIST [1] för att observera stjärnan 2MASS J23062928-0502285, nu även känd som TRAPPIST-1. De upptäckte att vid jämna mellanrum bleknade stjärnan lite grann, vilket tydde på att flera föremål passerade mellan stjärnan och jorden [2]. En detaljerad analys visade sedan att här fanns tre planeter, var och en ungefär lika stor som jorden.

TRAPPIST-1 är en ultrasval dvärgstjärna. Den är mycket svalare och rödare än solen, och knappt större än Jupiter. Sådana stjärnor är både mycket vanligt förekommande i Vintergatan och väldigt långlivade, men det är första gången som planeter har hittats kring en av dem. Trots att den ligger så nära jorden är stjärnan för ljussvag och för röd för att kunna ses med blotta ögat, eller ens med ett större amatörteleskop. Den ligger i stjärnbilden Vattumannen.

Emmanuël Jehin, medförfattare till den nya studien, tycker att de nya resultaten är spännande.

– Det här innebär verkligen ett paradigmskifte vad gäller planetpopulationen och vägen mot att hitta liv i universum. Fram tills nu har förekomsten av “röda världar” som kretsar kring ultrasvala dvärgstjärnor var rent teoretisk. Men nu har vi inte bara en ensam planet runt en sådan ljussvag, röd stjärna, utan ett helt system med tre planeter! säger han i ett pressmeddelande från ESO.

Michaël Gillon, förstaförfattare till forskningsartikeln som beskriver upptäckten, förklarar betydelsen av de nya fynden.

– Varför försöker vi detektera jordliknande planeter hos de minsta och svalaste stjärnorna i solens omgivning? Skälet är enkelt: system kring dessa pyttestjärnor är de enda ställen som vi med dagens teknik kan detektera liv på en jordstor planet. Så om vi vill hitta liv på annat håll i universum är det här som vi borde börja leta, säger han.

Astronomer kommer att söka efter tecken på liv genom att studera hur atmosfären på en planet som passerar framför sin stjärna påverkar det stjärnljus som når jorden. För jordstora planeter som kretsar kring de flesta stjärnor överglänses denna väldigt lilla effekten helt av stjärnans starka ljus. Bara i fallet röda, ultrasvala dvärgstjärnor – som TRAPPIST-1 – är effekten stor nog för att kunna registreras.

Uppföljningsobservationer med större teleskop, bland dem med instrumentet HAWK-I på ESO:s 8-metersteleskop Very Large Telescope (VLT) i Chile, har visat att planeterna runt TRAPPIST-1 har storlekar som liknar jordens. Två av planeterna har omloppstider på ungefär 1,5 dygn respektive 2,4 dygn; den tredje planeten har en mindre välbestämd omloppstid på mellan 4,5 och 73 dagar.

– Med så korta omloppstider ligger planeterna mellan 20 och 100 gånger närmare sin stjärna än jordens bana kring solen. Detta planetsystem har en struktur vars skala snarare liknar Jupiters månar än solsystemets, förklarar Michaël Gillon.

Trots att de kretsar väldigt nära sin lilla värdstjärna tar de två inre planeterna emot bara fyra gånger respektive dubbelt så mycket strålning som jorden får från solen, därför att deras stjärna är mycket ljussvagare än solen. De ligger därför närmare stjärnan än systemets beboeliga zon, men det är också möjligt att deras ytor har beboeliga delar. Den tredje, yttre planetens bana är ännu inte välbestämd. Den fångar troligen upp mindre strålning än jorden men kanske ändå tillräckligt mycket för att ligga i den beboeliga zonen.

Julien de Wit, astronom vid Massachusetts Institute of Technology (MIT) i USA, är också medförfattare till studien.

– Tack vare att flera jätteteleskop nu håller på att byggas, bland dem ESO:s E-ELT och NASA/ESA/CSA:s James Webb Space Telescope som ska sändas upp 2018, kommer vi snart att kunna studera atmosfärernas sammansättning hos dessa planeter och utforska först deras vatten, och sedan efter spår av biologisk aktivitet. Det är ett jättekliv i sökandet efter liv i universum, fastslår han.

Detta arbete öppnar upp ett nytt fält för exoplanetjägare därför att omkring 15 procent av stjärnorna i solens närhet är ultrasvala dvärgstjärnor. Det visar dessutom att sökandet efter exoplaneter har nu intagit ett nytt territorium, nämligen det som tillhör jordens potentiellt bebeoliga kusiner. TRAPPIST:s kartläggning är en prototyp för ett mer ambitiöst projekt, kallat SPECULOOS, som kommer att installeras vid ESO:s Paranalobservatorium [3].

Intressant?
Läs även andra bloggares åsikter om Michaël Gillon, Emmanuël Jehin, Beboeliga planeter, ESO, TRAPPIST, Michael Gillon, Julien de Wit, MIT, Paranal, SPECULOOS, Emmanuel Jehin, Astronomi, Rymden

Noter

[1] TRAPPIST (the TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope) är ett belgiskt, robotstyrt, 0,6-metersteleskop som drivs från Lièges universitet och ligger vid ESO’s La Silla Observatory i Chile. Teleskopet ägnar en större del av sin tid på att bevaka ljuset från ett 60-tal av de närmaste ultrasvala dvärgstjärnorna och bruna dvärgar (“stjärnor” vars massor inte riktigt är tillräckliga för att hålla igång fusionsreaktioner i sina kärnor) – allt för att leta efter tecken på planetpassager. Målet i detta fall, TRAPPIST-1, är en ultrasval dvärgstjärna med omkring 0,05 procent av solens luminositet och en massa på cirka 8 procent av solens.

[2] Detta är en av de vanligaste metoderna som astronomer använder för hitta planeter runt andra stjärnor än solen. De tittar på ljuset från stjärnan för att försöka upptäcka om en del av ljuset blockeras när planeten passerar framför värdstjärnan längs siktlinjen mot jorden. Det kallas för en passage. Allt medan planeten kretsar kring solen förväntar man sig att kunna se små, regelbundna minskningar av ljuset från stjärnan när planeten passerar framför den.

[3] SPECULOOS är till största del finansierat av det Europeiska forskningsrådet ERC och leds också av Lièges universitet. Fyra robotstyrda enmeterstelekop kommer att installeras vid Paranalobservatoriet under de närmaste fem åren med mål att söka efter beboeliga planeter hos omkring 500 ultrasvala stjärnor