შესაძლებელია თუ არა, რომ TRAPPIST-1-ის პლანეტებს გაზის გიგანტი და-ძმები ჰყავდეთ

კარნეგის მეცნიერთა ერთმა ჯგუფმა დასვა საკითხი, შესაძლებელია თუ არა, რომ ვარსკვლავ TRAPPIST-1-ის გარშემო გაზის გიგანტი პლანეტებიც მოძრაობდეს, ჩვენთვის ცნობილი შვიდი პლანეტისგან ბევრად შორს. სისტემის გარე კიდეებზე გაზის გიგანტი პლანეტების პოვნა მეცნიერებს დაეხმარება გაარკვიონ, თუ როგორ წარმოიქმნა ჩვენი მზის სისტემის გაზის გიგანტები, მაგალითად, იუპიტერი და სატურნი. 

წლის დასაწყისში, NASA-ს სპიტცერის კოსმოსურმა ტელესკოპმა მთელ მსოფლიოს ამცნო მღელვარე აღმოჩენის შესახებ — ულტრაცივი ჯუჯა ვარსკვლავი TRAPPIST-1 მერწყულის თანავარსკვლავედში — ჩვენთვის ცნობილი პირველი სისტემა, რომელშიც დედავარსკვლავის გარშემო დედამიწის ზომის შვილი პლანეტა მოძრაობდა. სამი მათგანი განთავსებულია ე. წ. სასიცოცხლო ზონაში — მანძილი ცენტრალური ვარსკვლავიდან, რომელზეც შესაძლებელია თხევადი წყლის არსებობა. 

თუმცა ასევე შესაძლებელია, რომ ჩვენი მზის სისტემის მსგავსად, TRAPPIST-1-ის გარშემოც მოძრაობდეს გაზის გიგანტი პლანეტები, მაგრამ ვარსკვლავისგან იმაზე უფრო შორს, ვიდრე ჩვენთვის ცნობილი დედამიწის ზომის შვიდი პლანეტა. 

„მრავალი ის სხვა ვარსკვლავური სისტემა, რომლებშიც დედამიწის ზომის ან სუპერდედამიწის ტიპი პლანეტებია, ასევე მოიცავს სულ მცირე ერთ გაზის გიგანტს. ამიტომ, მნიშვნელოვანია კითხვა, ჰყავთ თუ არა ამ შვიდ პლანეტას გაზის გიგანტი და-ძმები უფრო გრძელპერიოდიან ორბიტაზე“, — ამბობს კარნეგის მეცნიერი ალან ბოსი. 

ამ კითხვაზე პასუხის გასაცემად, თავის კოლეგებთან ერთად, ბოსი პლანეტებზე ნადირობის საკუთარ პროექტს მიუბრუნდა. კარნეგის ლას-კამპანასის ობსერვატორიაში, დი-პონის ტელესკოპზე მათ სპეციალური ინსტრუმენტი აქვთ, რომელსაც CAPSCam ეწოდება (პლანეტების საძიებელი კარნეგის ასტრონომიული კამერა). ეგზოპლანეტებს იგი ასტრომეტრიული მეთოდით ეძებს, რომლის ფარგლებშიც, ეგზოპლანეტის დაფიქსირება შესაძლებელია არაპირდაპირ, დედავარსკვლავის მერყეობით ვარსკვლავური სისტემის მასის ცენტრის გარშემო. 

CAPSCam-ის გამოყენებით, ბოსმა და მისმა კოლეგებმა TRAPPIST-1-ის სისტემის ნებისმიერი პოტენციური გაზის გიგანტის მასის ზედა ლიმიტი განსაზღვრეს. აღმოჩნდა, რომ 1-წლიანი ორბიტული პერიოდით, სისტემაში იუპიტერზე 4,6-ჯერ მასიური პლანეტა არ არის, 5-წლიან პერიოდში კი ვარსკვლავის გარშემო არ მოძრაობს იუპიტერზე 1,6-ჯერ მასიური არანაირი პლანეტა. ეს პერიოდები შესაძლოა არც თუ ისე ხანგრძლივი ჩანდეს იუპიტერთან შედარებით, რომელიც მზის გარშემო ერთ შემოვლას 12 წელიწადს ანდომებს, მაგრამ არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ TRAPPIST-1-ის შვიდი ცნობილი პლანეტის ორბიტული პერიოდები 1,5-20 დღეში მერყეობს. 

„ჩვენ მიერ შესწავლილ გრეძელპერიოდიან ორბიტებსა და შვიდი პლანეტის ძალიან მოკლეპერიოდიან ორბიტებს შორის ძალიან ბევრი სივრცეა საკვლევად“, — ამბობს ბოსი. 

თუკი TRAPPIST-1-ის სისტემაში გრძელპერიოდიანი გაზის გიგანტი პლანეტები აღმოჩნდება, მეცნიერებს გაუადვილდებათ იმ ხანგრძლივი დებატების გადაჭრა, რაც ჩვენი მზის სისტემის გაზის გიგანტების შესახებ მიმდინარეობს. 

ახალგაზრდობაში, ჩვენი მზე გარშემორტყმული იყო გაზისა და მტვრის დისკით, რომლისგანაც შემდეგ პლანეტები დაიბადნენ. დედამიწა და სხვა კლდოვანი პლანეტები დისკის შემადგენელი მყარი ნივთიერებების ნელი შეხორცების გზით წარმოიქმნენ. გაზის გიგანტი პლანეტების ფორმაციასთან დაკავშირებული ერთ-ერთი თეორია ამტკიცებს, რომ მათი წარმოქმნაც მყარი ბირთვის შეხორცებით დაიწყო, რომელმაც თანდათანობით იმდენი მატერია დააგროვა, რომ მისმა გრავიტაციამ გარშემო მყოფი გაზები მიიზიდა და მის საბურველში გაეხვა. 

კონკურენტი თეორიის მიხედვით კი, ჩვენი გაზის გიგანტი პლანეტები მაშინ წარმოიქმნა, როდესაც მზის გარშემო მბრუნავ გაზისა და მტვრის დისკს სპირალური ფორმის მკლავები განუვითარდა. მკლავების მასა და სიმკვრივე მანამ იზრდებოდა, სანამ არ წარმოიქმნა განსხვავებული ჯგუფები, რომლებიც სწრაფად შეეზარდნენ და ახალგაზრდა გაზის გიგანტებად იქცნენ. 

ბირთვის შეზრდის სახელით ცნობილი პირველი თეორიის ერთი დაბრკოლება ისაა, რომ ადვილად არ შეუძლია ახსნას თუ როგორ ჩამოყალიბდებოდა გაზის გიგანტი პლანეტები TRAPPIST-1-ის მსგავს დაბალმასიან ვარსკვლავთა გარშემო, რომელსაც მზეზე 12-ჯერ ნაკლები მასა აქვს. თუმცა, ბოსმა მეორე თეორიის — ე. წ. დისკის არასტაბილურობის კომპიუტერული მოდელებიც ჩაატარა; როგორც აღმოჩნდა, გაზის გიგანტთა წარმოქმნა დაბალმასიან ვარსკვლავთა გარშემო, ამ გზით შესაძლებელია. 

„გაზის გიგანტების აღმოჩენა TRAPPIST-1-ის გარშემო, გრძელპერიოდიან ორბიტაზე, ეჭვქვეშ დააყენებს ბირთვის შეზრდის თეორიას, თუმცა არც აუცილებლად დისკის არასტაბილურობის თეორიას დაამტკიცებს“, — განმარტავს ბოსი. 

TRAPPIST-1 და მისი პლანეტები

მომზადებულია phys.org-ის მიხედვით