Alt om TRAPPIST-1: Planetsystemet med 7 planeter på størrelse med Jorden
Bare 40 lysår borte findes et meget lille planetsystem. Trappist-systemet er med en alder på 7 milliarder år betydeligt ældre end vores eget solsystem, som kun er 4,6 milliarder år gammelt.
TRAPPIST-1 exoplaneter

TRAPPIST-1 blev opdaget i 2016, og da man fik set nøjere på det nye planetsystem, var astronomerne klar over, at her havde de fat i noget enestående. (Illustration: Shutterstock)

TRAPPIST-1 blev opdaget i 2016, og da man fik set nøjere på det nye planetsystem, var astronomerne klar over, at her havde de fat i noget enestående. (Illustration: Shutterstock)

Bare 40 lysår borte findes et meget lille planetsystem.

Her er planeterne så tæt på hinanden, at hvis man bor på en af planeterne, kan man se de andre planeter, ikke som små lysprikker, men som hele verdener, hvor man kan se landskaber, have og kontinenter. Nogle planeter vil nemlig syne lige så store som fuldmånen.

Der vil altid være flere planeter på himlen, og hvis man har lyst, kan man jo se efter, om der findes oplyste byer på en naboplanet.

Planetsystemet findes i stjernebilledet Vandmanden, og planeterne kredser om en lille, rød stjerne, som ikke er meget større end Jupiter.

Stjernen er så lille og lyser så svagt, at man kun kan se den i et stort teleskop. Den er bare én af Mælkevejens utallige røde dværgstjerner, af den slags, der er lette at overse, hvis man ikke leder meget omhyggeligt.

De røde dværgstjerner er både mindre og koldere end Solen, men astronomerne er nu blevet interesseret i dem i deres jagt på exoplaneter og liv i universet.

Det er nok en god ide, for 80 procent af Mælkevejens stjerner er røde dværge.

Solen er så stor og lyser så meget, at stjerner af Solens type kun udgør omkring 5 procent af Mælkevejens stjerner

TRAPPIST-1 er enestående

Planetsystemet hedder TRAPPIST-1, fordi det blev opdaget i 2016 af belgiske astronomer, ganske vist fra et observatorium i Chile.

Målingerne blev senere analyseret på universitetet i den belgiske by Liege, hvor man har en tradition for at drikke Trappist-øl, der er brygget af munkeordenen af samme navn.

Naturligvis blev opdagelsen behørigt fejret med nogle gode flasker…

Belgierne fandt de første tre planeter, men så overtog Hubble- og Spitzer-rumteleskoperne opgaven, og de bragte hurtigt tallet op på syv planeter

Og da man fik set nøjere på det nye planetsystem, var astronomerne klar over, at her havde de fat i noget enestående.

LÆS OGSÅ: Ekstraordinært: 7 planeter som Jorden fundet om én stjerne

Et meget lille planetsystem

Det er nok meget passende, at en lille stjerne har et lille planetsystem, men her er Trappist-1 gået til yderligheder.

Alle syv planeter er klemt sammen på et område, der i vores solsystem ville svare til, at de alle havde baner langt indenfor Merkurs bane.

Dette har den fordel, at planeterne er forholdsvis varme, for med en temperatur på bare 2.500 grader er det ikke meget lys, der kommer fra den lille stjerne.

TRAPPIST-1 exoplaneter baner

Størrelsesforholdet mellem Trappist-systemet og Solsystemet. (Illustration: NASA Jet Propulsion Laboratory)

Liv i Trappist-systemet vil være meget anderledes

Den inderste planet i Trappist-systemet har måske smeltet lava på overfladen, mens den yderste er koldere end Jordens sydpol ved vintertid.

Desuden er det meste af strålingen fra stjernen infrarød varmestråling, så hvis der findes liv på en eller flere af planeterne, må beboerne have øjne tilpasset til infrarødt.

Eventuelt liv i Trappist-systemet vil derfor se universet på en helt anden måde, end vi gør.

Den inderste planet har en afstand fra stjernen på bare 0,01 AE eller cirka 1,5 millioner km, og den yderste planet afstanden 0,06 AE.

Her står AE for den astronomiske enhed, der er Jordens afstand til Solen, og i vores solsystem kommer Merkur aldrig tættere på Solen end 0,31 AE.

Derfor er det også nogle korte år, de syv planeter oplever – fra 1½ dag for den inderste planet til 18,8 dage for den yderste planet.

Man kan således let blive flere tusinde år gammel på en Trappist-planet…!

LÆS OGSÅ: Så lang er dagen på en exoplanet

Diameter og masse siger noget om planetens opbygning

Alle de syv planeter er opdaget, ved at de formørker Trappist 1, når de, set fra Jorden, passerer hen over stjernen.

Disse formørkelser gør det muligt ret præcist at måle størrelsen af planeten, og det har vist sig, at de syv planeter alle er mere eller mindre på størrelse med Jorden.

LÆS OGSÅ: Sådan finder man en exoplanet

Nu er det meget vigtigt ikke bare at kende en planets diameter, men også dens masse. For kender man både diameter og masse, er det jo let at beregne massefylden, der fortæller en del om planetens opbygning.

En meget lav massefylde tyder på en planet opbygget af is og gas, mens en høj massefylde tyder på en planet af klippe og metal som Jorden.

Da planetsystemet er meget lille, er planeterne altid ret tæt på hinanden. Det betyder, at de påvirker hinanden med deres tyngdekraft, og det giver små ændringer i banen.

Det betyder så igen, at den tid, en planet formørker stjernen, kan variere – lige fra omkring et halvt minut og op til en halv time.

Planeterne rummer sandsynligvis store mængder vand

Udfra disse målinger kan man med nogle ret komplicerede beregninger bestemme massen for planeterne og dermed bestemme massefylden.

Her har det vist sig, at seks af de syv planeter har en noget lavere massefylde end Jorden.

Massefylderne tyder på, at disse seks planeter ikke alene er opbygget af metal og klippe, men sandsynligvis også indeholder store mængder vand.

Det kan ikke bare betyde dybe have på overfladen, men også meget tætte atmosfærer med store mængder af vanddamp.

Det har betydning for planeternes temperatur, da vanddamp er en effektiv drivhusgas.

TRAPPIST-1 exoplaneter vand

En kunstners bud på den havdækkede Trappist-1f-planet. (Illustration: NASA Jet Propulsion Laboratory)

Den syvende planet, Trappist 1e, er, hvad størrelse og massefylde angår, næsten en tvilling til Jorden.

Trappist er meget forskelligt fra Solsystemet

Der er efterhånden indsamlet en del data om Trappist-systemet, og de viser, at det lille planetsystem er meget forskelligt fra Solsystemet. Vi ser på nogle hovedpunkter:

Stjernen Trappist 1 er en såkaldte flare-stjerne, hvilket betyder, at den med mellemrum har kraftige udbrud, hvor der både slynges gasser ud i rummet og udsendes en kraftig ultraviolet stråling. Dette kan give problemer for eventuelt liv på planeterne.

Alle syv planeter er udsat for så stærke tidevandskræfter, at de har ’bunden rotation’. Det betyder, at de altid vil vende samme side mod stjernen, ligesom Månen altid vender samme side mod Jorden. Alle planeterne vil derfor have en meget varm dagside og en tilsvarende kold natside.

Det mest beboelige område på denne type planeter vil være et smalt bælte mellem dagsiden og natsiden. Her kan temperaturen være behagelig, men til gengæld vil stjernen her altid stå lavt i horisonten. Her er der ingen solopgange eller solnedgange, men altid bare lange skygger.

De to inderste planeter, Trappist 1b og 1c, bliver sandsynligvis opvarmet af induktionsstrømme efter samme princip som opvarmningen i en induktionsovn. De to planeter er nemlig så tæt på stjernen, at de for alvor kan mærke det stærke magnefelt, som jævnligt fejer hen over de to planeter. Magnetfeltet kan skabe induktionsstrømme i det metal, der findes i planeterne, efter samme princip som en induktionsovn. Teorien blev fremsat af europæiske forskere i 2017, og man kan læse om den her.

Data for alle syv TRAPPIST-1-planeter sammenlignet med planeterne i Solsystemet. (Illustration: NASA Jet Propulsion Laboratory)

Data for alle syv TRAPPIST-1-planeter sammenlignet med planeterne i Solsystemet. (Illustration: NASA Jet Propulsion Laboratory)

Eventuelt liv vil sprede sig mellem planeterne

Tre af planeterne, Trappist 1d, 1e og 1f, befinder sig i den såkaldt beboelige zone, hvilket dog ikke betyder, at de så er beboede, men blot, at muligheden for liv er til stede.

Planetsystemet er så lille, at der vil være en stor udveksling af materiale mellem de enkelte planeter.

Selv i vores solsystem udveksler planeter materiale – således har vi jo flere meteorer her på Jorden, som stammer fra Mars, og det betyder, at der i princippet kan være kommet mikroorganismer til Jorden fra Mars.

I et så tæt planetsystem som Trappist må der være en meget større udveksling af materiale, og det betyder, at liv fra én planet hurtigt vil sprede sig til de andre planeter.

Vi har i en boks under artiklen givet en lille science-fiction-beskrivelse af et krydstogt gennem planetsystemet. Beskrivelsen skal dog ikke tages for bogstaveligt, men blot tjene til at illustrerere, hvordan planetsystemet måske kan være. Det er et gæt, baseret på den viden vi mener at have om Trappist-systemet – selv om vi også har brugt fantasien lidt.

Således har vi antaget, at livet godt har kunnet tilpasse sig de kraftige udbrud fra Trappist 1.

Hvem ved – måske har livet her ligefrem udviklet en slags solcreme faktor 50 eller mere…

LÆS OGSÅ: To jordlignende planeter kan have temperaturer, der tillader liv

Et velordnet planetsystem

Noget af det mest fantastiske ved Trappist-systemet er, at det overhovedet findes.

Man skulle tro, at det at have syv ret store planeter så tæt på hinanden hurtigt ville ende i kaos:

De ville enten støde sammen eller smide hinanden ud af systemet på grund af de ret stærke tyngdekræfter, der hersker mellem planeter så tæt på hinanden.

Men det er åbenbart ikke sket. Trappist-systemet er med en alder på syv milliarder år betydeligt ældre end vores eget solsystem, som kun er 4,6 milliarder år gammelt.

Trappist-systemets måner har stabile baner

Stabiliteten viser sig at hænge sammen med det fænomen, som hedder resonans.

Sagt enkelt, så betyder det, at der er nogle simple forhold mellem omløbstiderne for planeterne. Vi kender det fra Solsystemet, hvor vi har to vigtige eksempler:

Det første eksempel handler om Neptun og Pluto. Neptun og Pluto har baner, der krydser hinanden, men der er ingen fare for sammenstød.

Hver gang Neptun gennemfører 3 omløb om Solen, gennemfører Pluto to omløb, og vi taler om en 3:2 resonans.

Regner man lidt på det, viser det sig, at de to planeter aldrig kommer til at genere hinanden.

Det andet eksempel, der minder en del om Trappist-systemet, er de tre store Jupitermåner, Io, Europa og Ganymedes.

Deres baner er også stabile, fordi hver gang Ganymedes gennem fører et omløb om Jupiter, så gennemfører Europa 2 og Io 4 omløb. Man taler om en 1:2:4 resonans.

LÆS OGSÅ: TRAPPIST-1: Jordlignende planeter kan have vand

Trappist-systemets planeters baner er i harmoni

Mange resonanser er ustabile, men nogle øger stabiliteten, forstået på den måde, at hvis en planet ’kommer lidt ud af kurs’, så skal de andre nok få den på plads igen.

Det er netop, hvad der sker i Trappist-systemet, hvor vi starter med den yderste planet 1h og går indefter.

Vi tager udgangspunkt i den tid, det tager planeten 1h at foretage to omløb.

I løbet af denne tid foretager de øvrige planeter følgende antal omløb: 2, 3, 4, 6, 9, 15 og 24 omkring den inderste planet.

Omløbstiderne forholder sig altså til hinanden som forholdsvis simple brøker, og det giver en af de stabile resonanser.

Umiddelbart virker det utroligt, at planeterne selv kunne finde ud af at falde så pænt på plads. Helt nye simulationer af planetdannelser viser dog, at sådanne resonanser godt kan blive slutresultatet.

Vi ser jo heller ikke alle de tilfælde, hvor det ikke er gået godt, for de planetsystemer kommer ikke til at leve ret længe.

Men når vi taler om resonanser og harmoniske forhold, så taler vi også om musik. På linket her kan man både høre og se resonanserne i Trappist-systemet. Her kan man vist for alvor tale om sfærernes musik.

LÆS OGSÅ: Jagten på en 'ny Jord' er i fuld gang

LÆS OGSÅ: Vi kender nu 4.000 exoplaneter, og de fleste fjerne kloder ligner slet ikke vores

LÆS OGSÅ: Exoplaneter gør os klogere på, om Solsystemet har en dobbeltgænger

Sci-fi rejseberetning: På krydstogt i Trappist-systemet

Det følgende skal ses som en science-fiction beretning om et krydstogt gennem Trappist-systemet.

Vores udgangspunkt er, at der er en civilisation på Trappist 1e (nummer 4 planet fra Trappist-systemets sol), som gennem længere tid har kunnet foretage rumflyvning.

Da planetsystemet er så lille, arrangeres der krydstogter gennem hele planetsystemet. Det tager ikke meget mere end 1-2 uger, modsat i krydstogter gennem vores solsystem, som tager flere år.

Vi vil begive os ud på et krydstogt gennem det lille planetsystem og høre en rejseberetning fra en af passagererne. Han bruger navnet Ra for stjernen Trappist-1, hvilket tilfældigvis også er navnet på solguden i det gamle Ægypten.

Her er hans beretning:

Vi begyndte rejsen fra den store rumstation og satte straks kursen ind mod Ra for at besøge den inderste planet, Trappist 1b . Det kan godt være, at vores astronomer siger, at Ra er en af de mindste stjerner, der findes, men det er ikke lige det indtryk, man får på rejsen indad.

Allerede før vi kom frem til den inderste planet, var Ra en kæmpestor, rødlig skive, hvor man tydeligt kunne se, hvordan enorme gasmasser blev slynget højt op. Mange gange dannede gasserne enorme buer, fordi de glødende gasser styres af det stærke magnetfelt på Ra.

Af og til var der også udbrud, hvor enorme gasskyer blev slynget ud i rummet, ledsaget af et kraftigt blåt lys – et tegn på temperaturer langt højere end de 2.500 grader og det behagelige, røde lys fra overfladen, vi er vant til.

Den slags udbrud er farlige, men bliver de alt for slemme, kan rumskibet jo gemme sig omme bag en planet.

Både 1b og 1c er tæt på solen Ra

Vi nåede dog frem til planeten Trappist 1b uden problemer, og den var, som vi har set den på billeder: 

Den er helt dækket af skyer, men på radarskærmen kunne vi se nogle af de enorme vulkaner som er blandt de største i vores planetsystem, samt de enorme områder med flydende magma.

Det er selv for forskerne umuligt at lande på 1b, så vi satte hurtigt kursen mod Trappist 1c, og undervejs fik vi et foredrag om vulkanerne. De er virkelig mærkelige, for de får deres energi ved elektrisk induktion, ganske som vi kender det fra induktionsovnene.

Både 1b og 1c er så tæt på Ra, at de for alvor kan mærke det stærke magnetfelt, der fejer hen over de to planeter, som begge indeholder en del metal.

Feltet er stærkest ved overfladen, så planeterne opvarmes udefra og ind, og det forklarer, hvorfor 1b flere steder har søer af flydende magma.

Heldigvis er 1c ikke totalt skjult bag tætte skyer, og det var en stor oplevelse at flyve tæt forbi planeten og se de enorme vulkaner, der slynger søjler af aske og damp næsten helt ud i rummet.

Da vi var børn, havde vi alle konkurreret om, hvem der kunne se flest vulkanudbrud, når der var huller i skylaget. Men at se vulkanerne på tæt hold var en helt anden og meget overvældende oplevelse.

På 1c er temperaturen noget lavere end på 1b, så der er overfladen er dækket af klipper – men da vi så landskabet på tæt hold, var vi nu glade for, at der ikke var planlagt nogen landing.

Selv videnskabelige ekspeditioner har nøjedes med at sende instrumenter ned på overfladen, hvor temperaturen er et par hundrede grader. Som ventet har man ikke fundet spor af liv.

1d rummer liv som på vores egen planet

Med Trappist 1d nærmede rumskibet sig en planet, som vi det mindste kunne genkende. Den er meget mindre end vores egen planet og med en tyngdekraft, der kun er halvt så stor. Planeten er varmere end vores egen planet, og selv på afstand var det let at se den enorme, røde ørken på dagsiden.

Forskerne har fundet ud af, at enkelte planter og dyr har tilpasset sig livet i denne varme ørken, men for os er det ikke et sted, det er rart at opholde sig.

Men det var på denne planet, forskerne gjorde en vigtig opdagelse. Det liv, man fandt, var af samme type som livet på vores egen planet.

Et tegn på, at planeterne omkring Ra gennem millioner af år har udvekslet materiale, så det er den samme type liv, vi finder alle steder – men om livet er startet på vores hjemplanet eller på en af de andre planeter, ved vi ikke.

Inden vi satte kursen mod vores hjemplanet, fløj vi hen over terminator på planet 1d, grænsen mellem dagside og natside. Her var der et bælte med vand og tydelige tegn på vegetation.

Der er en forskningsbase et sted dernede, men den så vi ikke. Forskerne er begyndt at undersøge nogle svage spor af ruiner, der viser, at vi ikke er de førstefødte i dette planetsystem. Men hvad der er blevet af vores forgængere, er stadig et mysterium.

Da vi fløj bort, kunne vi se isdækket på natsiden – det virkede helt hjemligt.

Øst-vest, hjemme bedst

Rejsen gik nu forbi vores hjemplanet, Trappist 1e.

Selv om vi jo kender den, så blev der tilbragt mange timer ved vinduerne, for der er nu ikke noget som at se sin egen planet udefra.

Her er et ret bredt hav, som adskiller ørkenen på dagsiden fra isen på natsiden, og hvor kysterne er frodige med både dyre- og planteliv. Det er jo også her vi bor, og hvor vi konstant kan se Ra stå i horisonten.

Med teleskoper kunne vi endda se de enorme vindmølleparker, der forsyner vores verden med energi. Der er jo konstante storme på grund af den store temperaturforskel mellem dagside og natside. De giver en god og stabil energi, men det tog os lang tid at lære at bygge i et konstant stormvejr…

Atmosfæren er heldigvis ikke tættere, end vi kan se stjernerne fra overfladen, og samtidig sørger atmosfæren for at fordele varmen fra Ra, selv om vi jo også har et stort, koldt område på natsiden, dækket af et tykt lag is.

Det er et fantastisk syn at se gletsjerne på natsiden kælve med enorme isbjerge, der gør skibsfarten usikker på dele af havet.

1f er en planet fuld af vand

Næste mål var Trappist 1f, som er en planet med meget mere vand end vores. Derfor er der både et stort hav og en tæt atmosfære med tætte skyer af vanddamp.

På grund af den stærke drivhuseffekt fra vanddampen der næsten ingen is på natsiden.

Også her er der fundet liv, men det svømmer for det meste rundt dybt nede i de enorme have. Det udforskes fra en videnskabelig base på en af de mange øer.

Vi måtte nøjes med at se planeten udefra gennem huller i skydækket, men kunne desværre hverken se basen eller den ubådshavn, som er bygget for at udforske det meget dybe ocean.

Livet har spredt sig fra planet til planet

De sidste mål var de kolde planeter Trappist 1g og 1h. De har begge meget tætte atmosfærer, og selv helt herude skaber tidevandskræfterne så meget bevægelse og varme i undergrunden, at der findes have dybt under den isdækkede overflade.

Disse have er meget svære at komme ned til, så vi ved næsten intet om det liv, som måske findes herude.

Men vi var heldige, for da vi fløj forbi den yderste planet Trappist 1h, blev der sendt en sonde ned under skyerne, som viste os de berømte gejsere, som får deres energi fra tidevandskræfterne.

Naturligvis har videnskabelige ekspeditioner undersøgt vandet fra gejserne og fundet mikroorganismer – igen af typer, som er meget tæt beslægtet med det liv, vi kender, og igen et tegn på, at livet i vores lille planetsystem har spredt sig fra den ene planet til den anden.

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.