1. oldal
A TRAPPIST–1 nevű rendszerben először 2015-ben találtak bolygókat a belga fejlesztésű, Chilében található TRAPPIST távcsővel vizsgálódó csillagászok. Ahogy a neve is mutatja, ez volt az első bolygórendszer, amelyet a Liege-ből irányított robotikus optikai teleszkóppal felfedeztek a szakértők. Az első bolygókat, szám szerint hármat 2016-ban jelentették be. Ezekre a fedési módszerrel akadtak rá a kutatók, vagyis a csillag fényességét vizsgálták, és azt nézték, hogy ebben megfigyelhetők-e olyan periodikus halványodások, amelyeket a körülötte keringő és a csillag korongja előtt szabályos időközönként elvonuló bolygók okozhatnak.
Ez elméletben nagyon egyszerűen hangzik, de a valóságban jóval bonyolultabb. Egyrészt nagyon aprócska fényváltozásokat kell észrevenni, hiszen a legnagyobb bolygók sem képesek 1 százaléknál nagyobb mértékben halványítani csillaguk relatív fényességét. Másrészt nemcsak a bolygók okozhatnak átmeneti halványodásokat, hanem egy sor más tényező is, például a csillag saját tevékenységi ciklusa. Harmadrészt a periodikus halványodások azonosítása rögtön nagyon bonyolulttá válik, ha nem egy bolygó okozza ezeket, hanem kettő vagy még több.
Ezen tényezők együtteséből adódik, hogy a legtöbb fedési módszerrel felfedezett extraszoláris bolygó úgynevezett forró jupiter, vagyis olyan planéta, amely csillagához képest viszonylag nagy méretű, és nagyon közel kering a központi égitesthez, így gyakran átvonul előtte, ezért rövid idő alatt is észre lehet venni. A TRAPPIST–1 esetében az volt a szerencséjük a szakértőknek, hogy egy nagyon pici és hideg csillag található a rendszer központjában. Az égitest egy M8 színképosztályú vörös törpe, vagyis tömege mindössze 8 százaléka a Napénak és sugárzása pedig kétezrede csillagunkénak. A TRAPPIST–1 tehát alig nagyobb a Jupiternél, és felszíni hőmérséklete 2550 K körüli, szemben a Nap 5778 K-es hőmérsékletével.
Ha egy földszerű bolygó átvonul egy Naphoz hasonló csillag előtt, 0,1 százalékkal csökkenti annak fényességét. Ha viszont ugyanez a bolygó a TRAPPIST–1 előtt vonul át, a csillagfény 1 százalékát takarja ki. Ekkora ingadozást pedig sokkal könnyebb észlelni, még akkor is, ha nagyon halvány az adott csillag. A TRAPPIST–1 esetében ráadásul a sikerhez az is vastagon hozzájárult, hogy csillagászati léptékben nagyon közel található: mindössze 40 fényévnyire van tőlünk, a Vízöntő csillagképben.
Ahogy az előzőekből kiderült, a fényesség ingadozásának mértékéből a csillag méretének ismeretében az átvonuló bolygók nagysága is megállapítható. A TRAPPIST–1 első három felfedezett bolygója ez alapján a Földdel egyező nagyságúnak tűnt, a csillagászok ugyanakkor azt is rögtön észrevették, hogy valami nem egészen stimmel a rendszerben. Az átvonulások ugyanis nem teljesen szabályosan követték egymást, hanem egy kicsit mindig eltértek a várttól. Ez pedig azt jelentette, hogy a csillag körül más bolygók is lehetnek, amelyek gravitációja hat az ismert égitestek haladására, enyhén megváltoztatva keringési idejüket.
Amikor ez világossá vált, a szakértők rögtön elkezdtek újabb bolygók után kutatni (ezúttal még érzékenyebb távcsövek, a Spitzer és a VLT segítségével is), és rövidesen négy másik planétára is ráakadtak. A TRAPPIST–1 körül tehát összesen hét bolygó kering (legalábbis jelenleg ennyit ismerünk), amelyek mindegyike durván a Földhöz hasonló méretű. A legkisebb (TRAPPIST–1h, vagyis a legkülső égitest) átmérője nagyjából 75 százaléka a bolygónkénak, a legnagyobb (TRAPPIST–1g, az előző belső szomszédja) pedig 1,27-szeres földátmérővel rendelkezik. Ami a tömegeket illeti, a legkönnyebbnek a rendelkezésre álló adatok alapján a harmadik bolygó (TRAPPIST–1d) tűnik 0,41-szeres földtömegével, a legnehezebb pedig ennek belső szomszédja (TRAPPIST–1c) lehet, amely 1,38-szor annyit nyom, mint saját bolygónk.
A fényességadatokból kiderül még egy fontos adat, abból ugyanis, hogy mennyi ideig tart egy-egy bolygó átvonulása, következtetni lehet keringési idejének hosszára. Ebből pedig az is kiderül, hogy milyen messze van a csillagtól, mivel a távolabbi bolygók lassabban, a közelebbiek gyorsabban átjutnak a központi égitest korongja előtt. Ami a TRAPPIST–1 rendszerét illeti, ebben mind a hét ismert bolygó közelebb van csillagához, mint a Merkúr a Naphoz. A legbelső égitest mindössze másfél földi nap alatt ér körbe pályáján, a legkülső pedig 14–25 nap alatt.
2. oldal
A bolygók azonban közelségük ellenére sem annyira forrók, mint a Merkúr, hiszen a csillag sokkal kevesebb energiát bocsát ki, mint a Nap. Ami azt illeti, felszínükön egészen kellemes lehet a hőmérséklet. Bár a tényleges körülményeket a légköri viszonyok ismerete nélkül nehéz megítélni, és az élhetőség kritériumaival kapcsolatban is akadnak viták, a számítógépes modellek szerint a hétből legalább három bolygó (TRAPPIST–1e, f és g) megfelelő távolságban van csillagától ahhoz, hogy felszínén folyékony állapotú víz létezhessen.
Ha valaki a bolygók egyikének felszínén állna, valószínűleg nagyon halvány fényviszonyokkal találkozna: csak egy kicsit lenne világosabb, mint egy teliholdas éjszakán. A központi csillag ugyanakkor sokkal nagyobbnak látszana, mint a Nap a Földről, mondja Amaury H. M. J. Triaud, a felfedezést tevő kutatócsoport egyik tagja. A TRAPPIST–1f-ről például háromszor olyan szélesnek látszana a csillag korongja, mint amekkora a Nap bolygónkról tekintve. Hogy milyen színűnek tűnne a csillag, arról megoszlik a szakértők véleménye. Mivel energiája nagy részét az infravörös tartományban sugározza ki, emberi szemmel nézve (nem számolva az aktuális bolygó légkörének összetételével) valószínűleg a narancsvörös valamelyik árnyalatában látnánk a korongot.
Hogy tudnánk-e létezni ezeken a bolygókon, az ugyanakkor egy olyan kérdés, amire jelenleg nincs válasz. Ami a bolygók tömegét illeti, egyelőre csak nagyon durva becslések állnak rendelkezésre az alapján, hogy mennyire „rángatják” egymást, ahogy körbe-körbe haladnak pályájukon. Pontos adatok hiányában pedig nehéz megítélni, hogy mekkora sűrűségűek és miből állhatnak a planéták, valamint hogy van-e egyáltalán légkörük. Vagyis pillanatnyilag fogalmunk sincs, hogy valójában mennyire földszerűek ezek a bolygók. Tény, hogy méretre nagyjából akkorák, mint saját planétánk, de nem tudjuk, hogy miből áll a felszínük, és hogy rendelkeznek-e atmoszférával, ami mind fontos tényező az élhetőség megítélésekor.
A másik dolog, amiért rendkívül fontos mérföldkő a TRAPPIST–1 bolygóinak detektálása, a kőzetbolygók számát illeti. Az első Naprendszeren kívüli bolygót 1988-ban fedezték fel a csillagászok, az első meg is erősített detektálásra pedig 1992-ben került sor. Vagyis harminc évvel ezelőtt összesen 9 bolygó létezéséről tudtunk (akkor még a Pluto is ebbe a kategóriába tartozott). A kilencvenes években aztán egyre több exobolygót találtak a csillagászok. 1995-ben jelentették be az első olyan planéta felfedezését, amely egy Naphoz hasonló csillag körül kering, az első olyan égitestre, amely a Földhöz hasonló méretű (tehát jó eséllyel kőzetbolygó), és csillaga élhető zónájában kering, azonban csak 2015-ben akadtak rá.
Jelenleg 2625 rendszerben összesen 3457 exobolygót ismerünk. Ami rögtön meg is mutatja az elmúlt évtizedek egyik legfontosabb felismerését: azt, hogy a bolygók száma a világegyetemben valószínűleg meghaladja a csillagok számát. Nem minden csillagnak van persze bolygója, de számos olyan csillag létezik, amelynek több kísérője is akad, vegyük csak példaként a Naprendszert vagy a TRAPPIST–1-et.
A rendelkezésre álló adatokból kiindulva galaxisunk és más csillagrendszerek tömegével tartalmaznak bolygókat, köztük jónéhány földszerű égitestet is. Amikor az exobolygó-felfedezések megkezdődtek, az alkalmazott módszerek miatt nagyon sokáig csak forró jupitereket találtak a szakértők, ami azért volt meglepő a csillagászok számára, mert ilyen típusú égitest saját rendszerünkben nem létezik. Ahogy azonban fejlődik az észlelési technológia, egyre több kisebb bolygót is felfedezünk. A TRAPPIST–1 körül például rögtön hét ilyet is sikerült detektálni, amire korábban egyszer sem volt példa. Ezzel pedig akárhogy is nézzük, statisztikailag sokszorosára nőtt annak a valószínűsége is, hogy a földihez hasonló életet találjunk a világegyetemben.
