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.
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.
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.
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
