Układ ten nie tylko może zapewnić bardzo potrzebny wgląd w to, jak powstają i ewoluują planety krążące wokół młodej gwiazdy. Mało tego, jego podobieństwo do Układu Słonecznego może zapewnić astronomom wgląd w to, jak mogło wyglądać nasze bezpośrednie otoczenie jakieś 4 miliardy lat temu.
Sześć, prawdopodobnie siedem egzoplanet krąży wokół stosunkowo bliskiego nam karła w Drodze Mlecznej zwanego TOI-1136. Gwiazda ta znajduje się około 270 lat świetlnych od Ziemi. To jeden z niewielu znanych tak licznych układów planetarnych. Na swój sposób pod wieloma względami jest bardzo podobny do Układu Słonecznego, a pod innymi bardzo od niego odmienny. Właśnie to sprawia, że możemy się z niego naprawdę dużo dowiedzieć.
Naukowcy początkowo badali układ planetarny TOI-1136 za pomocą satelity Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) szukając w jego otoczeniu planet. Kiedy te już udało się dostrzec, inny zespół badaczy wziął się za opisanie mas i orbit odkrytych planet, a nawet za próbę przyjrzenia się ich atmosferom.
Planety w tym układzie, oznaczone nazwami od TOI-1136 b do TOI-1136 g, są klasyfikowane jako podneptuny. Najmniejszy z sześciu potwierdzonych światów ma średnicę dwukrotnie większą od Ziemi, podczas gdy niektóre z jego rodzeństwa planety są aż czterokrotnie większe od naszej planety – mniej więcej wielkości Urana i Neptuna.
Wszystkie egzoplanety TOI-1136 znajdują się tak blisko swojej gwiazdy macierzystej, że okrążają ją w mniej niż 88 ziemskich dni. Tutaj warto zauważyć, że 88 dni to okres obiegu Merkurego, planety znajdującej się najbliżej Słońca, co oznacza, że wszystkie te planety mogą znajdować się bliżej swojej gwiazdy niż najbliższa planeta krążąca wokół Słońca. Jak wskazują badacze, są to dla nas nietypowe planety, bowiem w Układzie Słonecznym nie mają one swojego odpowiednika. To zdumiewające, bowiem ogólnie z poszukiwań egzoplanet wychodzi, że są to jedne z najczęściej występujących egzoplanet w Drodze Mlecznej.
Tym, co naprawdę wyróżnia TOI-1136, jest to, jak młode są planety, jak i sama gwiazda macierzysta. TOI-1136 ma zaledwie 700 milionów lat. W porównaniu z liczącym 4,5 miliarda lat Układem Słonecznym i jego gwiazdą, Słońcem, jest to dosłownie noworodek.
„Dzięki temu możemy przyjrzeć się planetom zaraz po ich powstaniu” – mówi autor opracowania. „Za każdym razem, gdy znajdujemy układ składający się z wielu planet, dostarcza nam to więcej informacji, które pozwalają nam uzasadnić nasze teorie na temat tego, jak powstają układy planetarny i jak wyglądała przeszłość Układu Słonecznego”.
Podobnie jak nadpobudliwe ludzkie małe dzieci, młode gwiazdy mogą być trudne do śledzenia ze względu na ich nadpobudliwość. W przypadku małych gwiazd ta nadmierna aktywność objawia się intensywnym magnetyzmem, częstszymi i intensywniejszymi plamami słonecznymi oraz silnymi rozbłyskami słonecznymi.
Promieniowanie emitowane przez młode gwiazdy nie tylko utrudnia ich obserwację, ale także kształtuje krążące wokół nich planety, kształtując w szczególności charakterystykę ich atmosfer.
„Młode gwiazdy cały czas łobuzują. Są bardzo aktywne, zupełnie jak małe dzieci. To może utrudniać precyzyjne pomiary” – powiedział w oświadczeniu Stephen Kane, kierownik zespołu i profesor astrofizyki planetarnej na Uniwersytecie Kalifornijskim w Riverside. „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”.
Czy na którejkolwiek z planet TOI-1136 może istnieć życie?
Wszystkie planety w układzie TOI-1136 są nie tylko stosunkowo w tym samym wieku, ale także znajdują się blisko siebie pod względem odległości fizycznej. Dało to badaczom szansę zbadania czegoś, co nie jest łatwe do zbadania w innym układzie planetarnym.
„Zwykle, gdy szukamy planet, przyglądamy się wpływowi, jaki planety wywierają na swoją gwiazdę. Obserwujemy ruch gwiazdy i interpretujemy to jako wpływ grawitacyjny, jaki wywierają na nią planety” – powiedział Kane. „Tutaj możemy również zobaczyć planety przyciągające się nawzajem”.
Korzystając z teleskopu Automated Planet Finder w Obserwatorium Lick, zlokalizowanego na kalifornijskiej górze Hamilton, oraz wysokorozdzielczego spektrometru Echelle w W.M. Kecka na nieaktywnym wulkanie Mauna Kea na Hawajach zespołowi udało się zaobserwować „kołysanie się” karłowatej gwiazdy TOI-1136 spowodowane przyciąganiem grawitacyjnym krążących wokół niej planet.
Połączenie obserwacji tego „wahania się” z modelami komputerowymi i danymi planet przecinających twarz swojej gwiazdy pozwoliło naukowcom określić masy planet z niespotykaną dotąd precyzją.
Uważa się, że pierwsze pierwsze oznaki życia pojawiły się na Ziemi około 600 milionów lat po powstaniu Układu Słonecznego, w okresie historii naszej planety zwanym archaikiem. Widzimy egzoplanety układu TOI-1136 w podobnym momencie swojej historii.
Szanse na to, że planety w tym układzie będą w stanie utrzymać życie, wydają się jednak w najlepszym razie nikłe ze względu na ich bliskość do gwiazdy macierzystej. Oznacza to, że intensywne promieniowanie gwiazdy prawdopodobnie odziera te planety z atmosfer, odparowując przy tym wszelką wodę w stanie ciekłym, czyli kluczowy składnik życia, jakie znamy.
„Czy jesteśmy zatem czymś wyjątkowym? Jestem coraz bardziej przekonany, że nasz układ planetarny jest bardzo nietypowym tworem we wszechświecie” – podsumował Kane. „Odkrywanie układów tak odmiennych od naszego sprawia, że coraz wyraźniej widać, jak nasz Układ Słoneczny wpisuje się w szerszy kontekst powstawania się wokół innych gwiazd”.
Zespół zamierza teraz dalej badać układ TOI-1136, miejmy nadzieję, potwierdzając obecność siódmej planety, a także określając skład atmosfer planet. Teoretycznie mógłby tego dokonać Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba.