Międzynarodowej grupie astronomów udało się precyzyjnie opisać masy oraz orbity sześciu egzoplanet, krążących wokół gwiazdy w bardzo młodym układzie. To duży krok do zdobycia wiedzy o ewolucji planet w ogóle. W badaniach miał udział dr Grzegorz Nowak z Instytutu Astronomii na Wydziale Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UMK.
W porównaniu do Układu Słonecznego, liczącego 4,5 miliarda lat, układ TOI-1136 jest niczym dziecko – jego wiek szacuje się na ok. 700 mln lat. Oddalony jest od Ziemi stosunkowo nieznacznie – o 270 lat świetnych. Dla astronomów wydał się szczególnie interesujący z kilku względów.
W grupie raźniej
Po pierwsze z powodu swojego wieku – jego obserwacje pozwalają na zdobycie wiedzy o powstawaniu i etapach ewolucji planet. Po drugie jest jednym z niewielu znanych tak licznych układów planetarnych. Wokół karłowatej gwiazdy krąży sześć potwierdzonych, a wielce prawdopodobne, że nawet siedem planet (wskazują na to zaobserwowane oddziaływania grawitacyjne). Są nazywane sub- lub podneptunami – najmniejsza ma średnicę dwa razy większą niż Ziemia, największa – przekracza ją czterokrotnie. Interesujące było także to, że wszystkie globy są mniej więcej w tym samym wieku, znajdują się bardzo blisko siebie, a także swojej gwiazdy – okrążają ją średnio w 88 ziemskich dni. Gdyby badacze porównywali podobną liczbę planet krążących wokół kilku gwiazd, musieliby uwzględniać unikalne warunki każdego z tych układów. To bardzo skomplikowałoby analizę. Tymczasem wszystkie planety TOI-1136 dzielą tę samą historię i otoczenie.
Astronomowie łączą siły
Rolę wiodącą w badaniach i obserwacjach wiedli naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine. Zaangażowanych w nie było także wielu pracowników i pracowniczek uniwersytetów, placówek badawczych i obserwatoriów z Hiszpanii, Szwecji, USA, Japonii, Australii, a także z Polski – swoją rolę maił w nich udział dr Grzegorz Nowak Instytutu Astronomii na Wydziale Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UMK. Wyniki swojej pracy opisali w artykule opublikowanym w "The Astronomical Journal".
Naukowcy podkreślają, że obserwacje wcale nie należały do najłatwiejszych. Trudności przyniósł wiek gwiazdy. Tak młode obiekty są bardzo aktywne, emitują intensywne, ale niestabilne, promieniowanie, odznaczają się silnym magnetyzmem i rozbłyskami.
Udało im się mimo wszystko, i to z dużą precyzją, obliczyć masy i orbity sześciu planet – dzięki danym uzyskanym m.in. przy pomocy teleskopu TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Dokładność pomiarów zawdzięczają również modelowaniu komputerowemu, uwzględniającem setki wcześniejszych tranzytów planet. Autorzy stworzyli dzięki temu jeden z najbardziej skomplikowanych modeli systemu planetarnego, jaki do tej pory opisano w literaturze naukowej.
Dostęp do tak dużej liczby planet średniej wielkości, obecnych w jednym systemie, pozwala nam na testowanie różnorodnych scenariuszy ich powstawania. Czy znajdziemy świat ze stopionej skały, wodny świat i lodowy w tym samym systemie? To brzmi prawie jak science-fiction – tłumaczy Matthew Shetrone, zastępca dyrektora obserwatoriów należących do Uniwersytetu Kalifornijskiego.
Zespół zamierza nadal badać układ TOI-1136. Więcej informacji mają przynieść dalsze obserwacje, do których może przysłużyć się Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. Mógłby on m.in. dostarczyć danych na temat atmosfer egzoplanet.
Pomoże nam to nie tylko dokonać bezpośredniego porównania zmian planet w czasie, ale także ewolucji ich atmosfer w różnych odległościach od gwiazdy, co jest być może najważniejszą rzeczą – tłumaczą astronomowie.