Pada Februari 2017, saintis NASA mengumumkan adanya tujuh planet daratan (iaitu berbatu) dalam sistem bintang TRAPPIST-1. Sejak masa itu, sistem ini menjadi titik fokus penyelidikan yang intensif untuk menentukan sama ada planet ini dapat dihuni atau tidak. Pada masa yang sama, para astronom telah bertanya-tanya apakah semua planet sistem itu sebenarnya diperhitungkan.
Sebagai contoh, mungkinkah sistem ini mempunyai raksasa gas yang bersembunyi di luarnya, seperti yang dilakukan oleh banyak sistem lain dengan planet berbatu (misalnya, milik kita)? Itulah persoalan yang ingin ditangani oleh sekumpulan saintis, yang diketuai oleh penyelidik dari Carnegie Institute of Science dalam sebuah kajian baru-baru ini. Menurut penemuan mereka, TRAPPIST-1 mungkin diorbit oleh raksasa gas pada jarak yang jauh lebih besar daripada tujuh planet berbatu.
Kajian yang berjudul "Kekangan Astrometrik pada Jisim Planet Raksasa Gas Jangka Panjang di Sistem Planet TRAPPIST-1", baru-baru ini muncul di Jurnal Astronomi. Seperti yang mereka nyatakan dalam kajian mereka, tim bergantung pada pemerhatian lanjutan yang dibuat dari TRAPPIST-1 dalam jangka waktu lima tahun (dari 2011 hingga 2016) menggunakan teleskop du Pont di Observatorium Las Campanas di Chile.
Dengan menggunakan pemerhatian ini, mereka berusaha untuk menentukan apakah TRAPPIST-1 mungkin ada raksasa gas yang sebelumnya tidak dapat dikesan mengorbit di bahagian luar sistem. Seperti yang dijelaskan oleh Dr. Alan Boss - ahli astrofizik dan saintis planet dengan Jabatan Magnetisme Terestrial Institut Carnegie dan pengarang utama di atas kertas - dijelaskan dalam kenyataan akhbar Carnegie:
"Sejumlah sistem bintang lain yang merangkumi planet berukuran Bumi dan Bumi super juga merupakan rumah bagi sekurang-kurangnya satu raksasa gas. Oleh itu, bertanya sama ada tujuh planet ini mempunyai adik beradik gas dengan orbit jangka panjang adalah persoalan penting. "
Selama bertahun-tahun, Boss telah menjalankan tinjauan memburu eksoplanet dengan pengarang bersama kajian tersebut - Alycia J. Weinberger, Ian B. Thompson, et al. - dikenali sebagai Carian Planet Astrometrik Carnegie. Tinjauan ini bergantung pada Carnegie Astrometric Planet Search Camera (CAPSCam), sebuah instrumen pada telekomunikasi du Pont yang mencari planet ekstrasolar menggunakan kaedah astrometrik.
Kaedah pemburuan exoplanet secara tidak langsung ini menentukan kehadiran planet di sekitar bintang dengan mengukur goyangan bintang inang ini di sekitar pusat jisim sistem (alias barycenternya). Menggunakan CAPSCam, Boss dan rakan-rakannya bergantung pada pemerhatian TRAPPIST-1 selama beberapa tahun untuk menentukan had jisim atas bagi mana-mana gergasi gas berpotensi yang mengorbit dalam sistem.
Dari ini, mereka menyimpulkan bahawa planet-planet yang mencapai 4.6 Massa Musytari dapat mengorbit bintang dengan jangka waktu satu tahun. Di samping itu, mereka mendapati bahawa planet hingga 1,6 Jupiter Masses dapat mengorbit bintang dengan jangka masa 5 tahun. Dengan kata lain, ada kemungkinan TRAPPIST-1 mempunyai beberapa raksasa gas jangka panjang yang mengorbit jangkauan luarnya, sama seperti raksasa gas jangka panjang yang wujud di luar orbit Marikh di Sistem Suria.
Sekiranya benar, keberadaan planet raksasa ini dapat menyelesaikan perdebatan yang sedang berlangsung mengenai pembentukan raksasa gas Sistem Suria. Menurut teori yang paling banyak diterima mengenai pembentukan Sistem Suria (iaitu Hipotesis Nebular), Matahari dan planet dilahirkan dari nebula gas dan debu. Setelah awan ini mengalami keruntuhan graviti di pusat, membentuk Matahari, debu dan gas yang tersisa diratakan ke dalam cakera yang mengelilinginya.
Bumi dan planet-planet daratan yang lain (Merkurius, Venus dan Marikh) semuanya terbentuk lebih dekat ke Matahari dari pertambahan mineral dan logam silikat. Bagi syarikat gas, ada beberapa teori yang bersaing mengenai bagaimana ia terbentuk. Dalam satu senario, yang dikenali sebagai teori Core Accretion, gergasi gas juga mulai bertambah dari bahan pepejal (membentuk teras pepejal) yang menjadi cukup besar untuk menarik selongsong gas di sekitarnya.
Penjelasan yang bersaing - yang dikenali sebagai teori Ketidakstabilan Cakera - mendakwa bahawa ia terbentuk ketika cakera gas dan debu mengambil formasi lengan lingkaran (serupa dengan galaksi). Lengan ini kemudian mula meningkat dalam jisim dan ketumpatan, membentuk gumpalan yang cepat bergabung untuk membentuk raksasa gas bayi. Dengan menggunakan model komputasi, Boss dan rakan-rakannya mempertimbangkan kedua-dua teori tersebut untuk melihat apakah gergasi gas dapat terbentuk di sekitar bintang berjisim rendah seperti TRAPPIST-1.
Walaupun Core Accretion tidak mungkin, teori Ketidakstabilan Disk menunjukkan bahawa gergasi gas dapat terbentuk di sekitar TRAPPIST-1 dan bintang kerdil merah massa rendah yang lain. Oleh yang demikian, kajian ini memberikan kerangka teori untuk kewujudan raksasa gas dalam sistem bintang kerdil merah yang sudah diketahui mempunyai planet berbatu. Ini tentunya merupakan berita yang menggembirakan bagi para pemburu eksoplanet memandangkan sejumlah planet berbatu telah dijumpai mengorbit kerdil merah akhir-akhir ini.
Selain TRAPPIST-1, ini termasuk eksoplanet terdekat dengan Sistem Suria (Proxima b), serta LHS 1140b, Gliese 581g, Gliese 625b, dan Gliese 682c. Tetapi seperti yang dinyatakan oleh Boss, penyelidikan ini masih dalam tahap awal, dan banyak lagi penyelidikan dan perbincangan yang perlu dilakukan sebelum ada yang dapat dikatakan secara pasti. Nasib baik, kajian seperti ini membantu membuka pintu kepada kajian dan perbincangan seperti itu.
"Planet gergasi gas yang terdapat di orbit jangka panjang di sekitar TRAPPIST-1 boleh mencabar teori penambahan teras, tetapi tidak semestinya teori ketidakstabilan cakera," kata Boss. "Terdapat banyak ruang untuk penyelidikan lebih lanjut antara orbit jangka panjang yang kita pelajari di sini dan orbit yang sangat pendek dari tujuh planet TRAPPIST-1 yang diketahui."
Boss dan pasukannya juga menegaskan bahawa pemerhatian berterusan dengan CAPSCam dan penambahbaikan lebih lanjut dalam saluran analisis data akan sama ada mengesan planet jangka panjang, atau meletakkan kekangan yang lebih ketat pada had massa atas mereka. Dan tentu saja, penggunaan teleskop inframerah generasi akan datang, seperti Teleskop Angkasa James Webb, akan membantu dalam mencari raksasa gas di sekitar bintang kerdil merah.
