Nytt arbete från ett team av Carnegie-forskare (och en Carnegie-alumn) frågade om några gasjätteplaneter potentiellt skulle kunna kretsa kring TRAPPIST-1 på avstånd som är större än stjärnans sju kända planeter. Om gasjätteplaneter finns i systemets yttre kanter, det kan hjälpa forskare att förstå hur vårt eget solsystems gasjättar som Jupiter och Saturnus bildades.

Tidigare i år, NASA:s Spitzer-rymdteleskop gladde världen när det avslöjade att TRAPPIST-1, en ultracool dvärgstjärna i stjärnbilden Vattumannen, var det första kända systemet av sju planeter i storleken av jorden som kretsade runt en enda stjärna. Tre av dessa planeter är i den så kallade beboeliga zonen - det avstånd från den centrala stjärnan där flytande vatten är mest sannolikt.

Men det är möjligt att som vårt eget solsystem, TRAPPIST-1 kretsar också av gasjätteplaneter på ett mycket större avstånd än de planeter i jordstorlek som vi redan vet är en del av systemet.

"Ett antal andra stjärnsystem som inkluderar jordstora planeter och superjordar är också hem för minst en gasjätte, " sa Carnegies Alan Boss, vem är första författare på lagets tidning, publicerad av The Astronomisk tidskrift . "Så, att fråga om dessa sju planeter har gasjättens syskon med längre omloppsbanor är en viktig fråga."

För att börja svara, Boss vände sig till den pågående planetjaktundersökningen som han driver tillsammans med Carnegies medförfattare Alycia Weinberger, Ian Thompson, och andra. De har ett speciellt instrument på du Pont-teleskopet vid Carnegies Las Campanas-observatorium som kallas CAPSCam - Carnegie Astrometric Planet Search Camera. Den söker efter extrasolära planeter med den astrometriska metoden, genom vilken en planets närvaro kan upptäckas indirekt genom värdstjärnans vinkling runt stjärnsystemets masscentrum.

Använder CAPSCam, Boss och hans kollegor – inklusive Carnegies Tri Astraatmadja och Guillem Anglada-Escudé, en före detta Carnegie-stipendiat nu vid Queen Mary University of London – bestämde de övre gränserna för massan för eventuella potentiella gasjätteplaneter i TRAPPIST-1-systemet. De fann att det inte finns några planeter större än 4,6 gånger Jupiters massa som kretsar runt stjärnan med en period av 1 år, och inga planeter större än 1,6 gånger Jupiters massa som kretsar runt stjärnan med 5-årsperioder. (Dessa perioder kanske inte verkar särskilt långa i jämförelse med Jupiters nästan 12-åriga period, men TRAPPIST-1:s sju kända planeter har perioder som sträcker sig från 1,5 till 20 dagar.)

"Det finns mycket utrymme för vidare undersökning mellan de längre omloppsbanorna vi studerade här och de mycket korta banorna för de sju kända TRAPPIST-1-planeterna, " tillade Boss.

Om långtidsgasjätteplaneter finns i TRAPPIST-1-systemet, då kan det hjälpa till att lösa en långvarig debatt om bildandet av vårt eget solsystems gasjätteplaneter.

I vår sols ungdom, den var omgiven av en skiva av gas och damm från vilken dess planeter föddes. Jorden och de andra jordiska planeterna bildades av den långsamma ansamlingen av stenigt material från skivan. En teori för gasjätteplanetbildning hävdar att de också börjar med ansamlingen av en fast kärna, som så småningom innehåller tillräckligt med material för att gravitationsmässigt attrahera ett stort hölje av omgivande gas.

Den konkurrerande teorin hävdar att våra egna gasjätteplaneter bildades när solens roterande skiva av gas och damm antog en spiralarm. Armarna ökade i massa och densitet tills distinkta klumpar bildades och snabbt smälte samman till babygasjättar.

En nackdel med det första alternativet, kallas kärntillväxt, är att det inte lätt kan förklara hur gasjätteplaneter bildas runt en stjärna så låg i massa som TRAPPIST-1, som är tolv gånger mindre massiv än solen. Dock, Bosss beräkningsmodeller av den andra teorin, kallas diskinstabilitet, har indikerat att gasjätteplaneter kan bildas runt sådana röda dvärgstjärnor.

"Gasjätteplaneter som hittats på långa banor runt TRAPPIST-1 kan utmana kärntillväxtteorin, men inte nödvändigtvis diskinstabilitetsteorin, " Boss förklarade.