בפברואר 2017, הודיעו מדעני נאס"א על קיומם של שבעה כוכבי לכת יבשתיים (כלומר סלעיים) בתוך מערכת הכוכבים TRAPPIST-1. מאז אותה תקופה המערכת הייתה מוקד המחקר האינטנסיבי כדי לקבוע אם מישהו מכוכבי הלכת הללו יכול להיות ראוי למגורים. במקביל, אסטרונומים תהו אם אכן נותנים דין וחשבון על כל כוכבי הלכת של המערכת.
למשל, האם במערכת זו יכולות להיות ענקיות גז האורבות בשטחה החיצוני, כמו מערכות רבות אחרות עם כוכבי לכת סלעיים (למשל, שלנו)? זו הייתה השאלה שצוות מדענים, בראשות חוקרים ממכון קרנגי למדע, ביקש לטפל במחקר שנערך לאחרונה. על פי ממצאיהם, TRAPPIST-1 עשוי להקיף ענקי גז במרחק גדול בהרבה משבע כוכבי הלכת הסלעיים שלו.
המחקר, שכותרתו "אילוצים אסטרומטריים על המוני כוכבי לכת ענקיים ארוכי תקופה במערכת הפלנטרית TRAPPIST-1", הופיע לאחרונה ב כתב העת האסטרונומי. כפי שהם מצביעים במחקר שלהם, הצוות הסתמך על תצפיות מעקב שנערכו על ידי TRAPPIST-1 במשך חמש שנים (משנת 2011 עד 2016) באמצעות הטלסקופ דו-פונט במצפה הכוכבים לאס קמפאנה בצ'ילה.
באמצעות תצפיות אלה הם ביקשו לקבוע אם TRAPPIST-1 יכול היה להיות ענקי גז שלא אותרו בעבר במסלולם החיצוני של המערכת. כפי שהסביר ד"ר אלן בוס - אסטרופיזיקאי ומדען פלנטרי עם המחלקה למגנטיות יבשתית במכון קרנגי והסופר הראשי בעיתון - בהצהרת העיתונאים של קרנגי:
"מספר מערכות כוכבים אחרות הכוללות כוכבי לכת בגודל אדמה וכוכבי-על הם גם ביתם של ענק ענק אחד. לכן, השאלה אם לשבעה כוכבי הלכת האלה יש אחים ענקיים עם גז עם מסלול ארוך יותר זו שאלה חשובה. "
במשך שנים, ביצע בוס סקר ציד אקסופלאנט עם מחברי המחקר המשותפים - אלישיה ויינברגר, איאן ב. תומפסון ואח '. - המכונה חיפוש כוכבי אסטרומטרי בקרנגי. סקר זה מסתמך על מצלמת החיפוש של כוכב הלכת האסטרומטרי של קרנגי (CAPSCam), מכשיר בטלסקופ דו-פונט המחפש אחר כוכבי לכת חוץ-שיניים בשיטה האסטרומטרית.
שיטה עקיפה זו של ציד Exoplanet קובעת את נוכחותם של כוכבי לכת סביב כוכב על ידי מדידת הנדנדה של כוכב מארח זה סביב מרכז המיסה של המערכת (המכונה גם מרכז הברבי שלה). באמצעות CAPSCam הסתמכו בוס ועמיתיו על מספר שנים של תצפיות על TRAPPIST-1 כדי לקבוע את גבולות המסה העליונים עבור כל ענקי הגז הפוטנציאליים שמסתובבים במערכת.
מכאן הגיעו למסקנה כי כוכבי לכת שהיו בהיקף של 4.6 המוני יופיטר יכולים למקם את הכוכב עם תקופה של שנה. בנוסף, הם מצאו שכוכבי לכת של עד 1.6 המוני צדק יכולים להקיף את הכוכב עם תקופות של 5 שנים. במילים אחרות, יתכן של- TRAPPIST-1 כמה ענקי גז לאורך תקופה ארוכה המקיפים את שטחי החוץ החיצוניים שלהם, הרבה באותה צורה שקיימות ענקיות גז לאורך תקופה ארוכה מעבר למסלול של מאדים במערכת השמש.
אם נכון, קיומם של כוכבי לכת ענקיים אלה עשוי לפתור דיון מתמשך על היווצרות ענקי הגז של מערכת השמש. על פי התיאוריה המקובלת ביותר על היווצרות מערכת השמש (כלומר היפותזה של ערפיליות), השמש וכוכבי הלכת נולדו מערפילית של גז ואבק. לאחר שענן זה חווה התמוטטות כבידה במרכזו ויצר את השמש, הנותרים האבק והגז השטחים אל תוך דיסק סביבו.
כדור הארץ וכוכבי הלכת היבשתיים האחרים (מרקורי, ונוס ומאדים) התגבשו כולם קרוב יותר לשמש כתוצאה מהפרשת מינרלים ומתכות סיליקט. באשר לענקי הגז, ישנן כמה תיאוריות מתחרות באשר לאופן התהוותם. בתרחיש אחד, המכונה תיאוריית ה- Accretion Core, ענקי הגז החלו להצטבר מחומרים מוצקים (היוצרים גרעין מוצק) שהפכו גדולים מספיק כדי למשוך מעטפת של גז מסביב.
הסבר מתחרה - המכונה תיאוריית אי-יציבות הדיסק - טוען כי הם נוצרו כאשר דיסק הגז והאבק קיבל צורה של זרוע ספירלית (בדומה לגלקסיה). אז החלו זרועות אלה להתגבר במסה ובצפיפות, ויצרו גושים שהתאחדו במהירות ליצירת ענקי גז לתינוק. באמצעות מודלים חישוביים, בוס ועמיתיו שקלו את שתי התיאוריות כדי לבדוק אם ענקיות גז יכולות להיווצר סביב כוכב בעל מסה נמוכה כמו TRAPPIST-1.
בעוד שלא ניתן היה להניח כי הסתמכות ליבתית, תיאוריית חוסר היציבות של הדיסק הצביעה כי ענקי גז יכולים להיווצר סביב TRAPPIST-1 וכוכבי ננסים אדומים אחרים בעלי מסה נמוכה. מכיוון שכך, מחקר זה מספק מסגרת תיאורטית לקיומם של ענקי גז במערכות כוכבי ננס אדומים שכבר ידועות ככוכבי לכת סלעיים. אלה בהחלט חדשות מעודדות עבור ציידי אקס-פלנט, בהתחשב בכך שבגלל כוכבי הלכת הסלעיים נמצאו מקיפים את הגמדים האדומים של המאוחר.
מלבד TRAPPIST-1, אלה כוללים את האקסופלנט הקרוב ביותר למערכת השמש (Proxima b), כמו גם LHS 1140b, Gliese 581g, Gliese 625b ו- Gliese 682c. אך כפי שציין גם בוס, מחקר זה עדיין בחיתוליו, וצריך להתקיים הרבה יותר מחקר ודיון לפני שניתן לומר דבר אחר באופן סופי. למרבה המזל, מחקרים כמו זה עוזרים לפתוח את הדלת למחקרים ודיונים כאלה.
"כוכבי לכת ענקיים בגז שנמצאו במסלולי תקופה ארוכה סביב TRAPPIST-1 עשויים לאתגר את תיאוריית ההתאמה העיקרית, אך לא בהכרח את תיאוריית חוסר היציבות של הדיסק", אמר בוס. "יש הרבה מקום להמשך בירור בין מסלולי התקופה ארוכה יותר שלמדנו כאן לבין מסלולי הדרך הקצרים מאוד של שבעת כוכבי הלכת הידועים של TRAPPIST-1."
בוס וצוותו טוענים כי המשך התצפיות עם CAPSCam ושכלולים נוספים בצנרת ניתוח הנתונים שלה יאתרו כל כוכבי לכת לתקופה ארוכה, או יעמידו אילוץ חזק עוד יותר על גבולות המסה העליונים שלהם. וכמובן, פריסת טלסקופי אינפרא אדום מהדור הבא, כמו טלסקופ החלל ג'יימס ווב, תסייע בחיפוש אחר ענקי הגז סביב כוכבי ננס אדומים.
