Pada bulan Februari 2017, sepasukan ahli astronomi Eropah mengumumkan penemuan sistem tujuh planet yang mengorbit bintang TRAPPIST-1 yang berdekatan. Selain dari hakikat bahawa ketujuh planet itu berbatu, ada bonus tambahan dari tiga dari mereka yang mengorbit di zon yang dapat dihuni TRAPPIST-1. Sejak masa itu, banyak kajian telah dilakukan untuk menentukan sama ada planet ini dapat dihuni atau tidak.
Sesuai dengan tujuan ini, kajian-kajian ini memfokuskan pada apakah planet-planet ini memiliki atmosfer, komposisi dan dalamannya atau tidak. Salah satu kajian terbaru dilakukan oleh dua penyelidik dari Laboratorium Cool Worlds University Columbia, yang menentukan bahawa salah satu planet TRAPPIST-1 (TRAPPIST-1e) mempunyai teras besi yang besar - penemuan yang boleh memberi implikasi terhadap kebiasaan planet ini.
Kajian - bertajuk "TRAPPIST-1e Mempunyai Teras Besi Besar", yang baru-baru ini muncul dalam talian - dilakukan oleh Gabrielle Englemenn-Suissa dan David Kipping, seorang pelajar sarjana kanan dan Penolong Profesor Astronomi di Universiti Columbia. Demi kajian mereka, Englemenn-Suissa dan Kipping memanfaatkan kajian baru-baru ini yang meletakkan kekangan pada massa dan radius planet TRAPPIST-1.
Kajian-kajian ini dan lain-lain mendapat manfaat daripada fakta bahawa TRAPPIST-1 adalah sistem tujuh planet, yang menjadikannya sangat sesuai untuk kajian eksoplanet. Seperti kata Profesor Kipping kepada Space Magazine melalui e-mel:
"Ini adalah makmal yang indah untuk sains eksoplanetari kerana tiga sebab. Pertama, sistem ini mempunyai tujuh planet transit. Kedalaman transit menentukan ukuran setiap planet sehingga kita dapat mengukur ukurannya dengan tepat. Kedua, planet-planet berinteraksi secara graviti satu sama lain yang membawa kepada perubahan pada masa transit dan ini telah digunakan untuk menyimpulkan jisim setiap planet, sekali lagi untuk ketepatan yang mengagumkan. Ketiga, bintang itu sangat kecil menjadi M-kerdil, kira-kira seperlapan ukuran Matahari, dan itu bermaksud transit kelihatan 8 ^ 2 = 64 kali lebih dalam daripada jika bintang itu berukuran Matahari. Oleh itu, kami mempunyai banyak perkara yang memihak kepada kami di sini. "
Bersama-sama, Englemann-Suissa dan Kipping menggunakan pengukuran jisim dan jejari planet-planet TRAPPIST-1 untuk menyimpulkan pecahan Radius Teras (CRF) minimum dan maksimum setiap planet. Ini berdasarkan kajian yang mereka lakukan sebelumnya (bersama dengan Jingjing Chen, calon PhD di Columbia University dan anggota Cool Worlds Lab) di mana mereka mengembangkan kaedah mereka untuk menentukan CRF planet. Seperti yang dijelaskan oleh Kipping kaedahnya:
"Sekiranya anda mengetahui jisim dan radius dengan tepat, seperti sistem TRAPPIST-1, anda dapat membandingkannya dengan yang diramalkan dari model struktur dalaman teori. Masalahnya adalah bahawa model-model ini biasanya terdiri daripada empat lapisan yang mungkin, teras besi, mantel silikat, lapisan air dan sampul yang mudah berubah (Bumi hanya mempunyai dua yang pertama, atmosferinya menyumbang pada massa dan radius). Jadi empat yang tidak diketahui dan dua kuantiti yang diukur pada dasarnya adalah masalah yang tidak dapat diselesaikan dan tidak dapat diselesaikan. "
Kajian mereka juga memperhitungkan karya sebelumnya oleh saintis lain yang telah berusaha meletakkan kekangan pada komposisi kimia sistem TRAPPIST-1. Dalam kajian-kajian ini, penulis menganggap bahawa komposisi kimia planet-planet itu terhubung dengan bintang, yang dapat diukur. Namun, Englemann-Suissa dan Kipping mengambil pendekatan yang lebih "agnostik" dan hanya mempertimbangkan syarat-syarat sempadan masalah.
"Pada dasarnya kami mengatakan bahawa mengingat jisim dan radius, tidak ada model dengan inti yang lebih kecil dari X yang mungkin dapat menjelaskan jisim dan jejari yang diamati," katanya. "Inti mungkin lebih besar daripada X tetapi harus sekurang-kurangnya X kerana tidak ada model teori yang dapat menjelaskannya sebaliknya. Oleh itu, X sesuai dengan apa yang boleh kita sebut pecahan jejari teras minimum. Kami kemudian bermain permainan yang sama untuk had maksimum. "
Apa yang mereka tentukan adalah bahawa ukuran teras minimum enam planet TRAPPIST-1 pada dasarnya adalah sifar. Ini bermaksud bahawa komposisi mereka dapat dijelaskan tanpa semestinya mempunyai teras besi - misalnya, mantel silikat tulen dapat menjadi semua yang ada di sana. Tetapi dalam kes TRAPPIST-1e, mereka mendapati bahawa intinya mesti merangkumi sekurang-kurangnya 50% planet dengan radius, dan paling banyak, 78%.
Bandingkan ini dengan Bumi, di mana teras dalaman besi dan nikel yang padat dan teras luar cair dari aloi besi-nikel lebur merangkumi 55% dari radius planet ini. Di antara had atas dan bawah CRF TRAPPIST-1e, mereka menyimpulkan bahawa ia mesti mempunyai teras yang padat, yang mungkin setanding dengan Bumi. Penemuan ini dapat berarti bahawa dari semua planet TRAPPIST-1, e adalah yang paling "seperti Bumi" dan kemungkinan memiliki magnetosfera pelindung.
Seperti yang ditunjukkan oleh Kipping, ini mungkin mempunyai implikasi besar ketika memburu eksoplanet yang dapat dihuni, dan mungkin mendorong TRAPPIST-1e ke bahagian atas senarai:
"Ini membuat saya lebih teruja dengan TRAPPIST-1e khususnya. Planet itu adalah anak laki-laki yang lebih kecil dari Bumi, berada tepat di zon yang dapat dihuni dan sekarang kita tahu mempunyai inti besi yang besar seperti Bumi. Kami juga tahu bahawa ia tidak mempunyai sampul yang mudah berubah berkat pengukuran lain. Selanjutnya, TRAPPIST-1 nampaknya bintang yang lebih tenang daripada Proxima, jadi saya lebih optimis mengenai TRAPPIST-1e sebagai biosfera berpotensi daripada Proxima b sekarang. "
Ini tentunya merupakan berita baik berdasarkan kajian terbaru yang menunjukkan bahawa Proxima b tidak mungkin dapat didiami. Di antara bintangnya memancarkan suar yang kuat yang dapat dilihat oleh mata kasar dengan kemungkinan atmosfer dan air cair tidak bertahan lama di permukaannya, eksoplanet terdekat dengan Sistem Suria kita pada masa ini tidak dianggap sebagai calon yang baik untuk mencari dunia yang dapat dihuni atau kehidupan di luar bumi.
Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, Kipping dan rakan-rakannya juga telah mengabdikan diri dan Makmal Cool Worlds untuk mengkaji kemungkinan eksoplanet di sekitar Proxima Centauri. Dengan menggunakan satelit Microvariability and Oscillation of Stars (MOST) Badan Antariksa Kanada, Kipping dan rakannya memantau Proxima Centauri pada bulan Mei 2014 dan sekali lagi pada bulan Mei 2015 untuk mencari tanda-tanda planet transit.
Walaupun penemuan Proxima b akhirnya dibuat oleh para astronom di ESO menggunakan Kaedah Radial Velocity, kempen ini penting dalam menarik perhatian kemungkinan terjadinya planet daratan, berpotensi dapat didiami di sekitar bintang jenis M (kerdil merah) yang berdekatan. Di masa depan, Kipping dan pasukannya juga berharap dapat melakukan kajian tentang Proxima b untuk menentukan apakah ia memiliki atmosfera dan menentukan CRF-nya.
Sekali lagi, nampaknya salah satu dari banyak planet berbatu yang mengorbit bintang kerdil merah (dan yang lebih dekat dengan Bumi) mungkin hanya calon utama untuk kajian kebiasaan! Tinjauan masa depan, yang akan mendapat manfaat daripada pengenalan teleskop generasi akan datang (seperti Teleskop Angkasa James Webb) pasti akan mendedahkan lebih banyak mengenai sistem ini dan dunia yang berpotensi untuk dihuni.
