Η ιδέα ενός καλλιτέχνη για τους κόσμους του TRAPPIST-1, βασίζεται σε διαθέσιμα δεδομένα σχετικά με τα χαρακτηριστικά των πλανητών.
(Εικόνα: © NASA / JPL-Caltech)
Ο μεγαλύτερος από τους κόσμους στο σύστημα επτά πλανητών TRAPPIST-1 μπορεί να υπερηφανεύεται για μια ατμόσφαιρα που έχει εξελιχθεί με την πάροδο του χρόνου, αντί για εκείνη που σχηματίστηκε με αυτό.
Οι παρατηρήσεις που έγιναν με το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble της NASA αποκαλύπτουν ότι η ατμόσφαιρα του πλανήτη είναι διαφορετική από το νεογέννητο περιβάλλον του, πράγμα που σημαίνει ότι είναι πιθανότατα ένας βραχώδης κόσμος παρόμοιος με άλλους στο σύστημα.
"Αυτή η ατμόσφαιρα δεν είναι αυτή που γεννήθηκε", δήλωσε η Hannah Wakeford, ερευνητής στο Ινστιτούτο Διαστημικών Τηλεσκοπίων Επιστημών στη Βαλτιμόρη του Μέριλαντ. Μια γενέθλια ατμόσφαιρα θα ήταν πλούσια σε υδρογόνο, το οποίο δεν βλέπουν οι ερευνητές. Αντ 'αυτού, "έχει αλλάξει με διαφορετικές διαδικασίες", δήλωσε ο Wakeford. Η ατμοσφαιρική και η γεωλογική δραστηριότητα θα μπορούσαν να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο στις αλλαγές. [Exoplanet Tour: Γνωρίστε τους 7 πλανήτες μεγέθους γης του TRAPPIST-1]
Η Wakeford και οι συνάδελφοί της χρησιμοποίησαν το Hubble για να μελετήσουν το TRAPPIST-1 g, τον έκτο πλανήτη από το αστέρι. Είχαν προηγουμένως ανιχνεύσει την ατμόσφαιρα των πέντε πρώτων πλανητών, που ταυτοποιήθηκαν με τα γράμματα b έως f, και διαπίστωσαν ότι και οι πέντε πλανήτες δεν διαθέτουν τις τεράστιες ατμόσφαιρες υδρογόνου που δείχνουν γίγαντες αερίου, καθιστώντας τους πιο πιθανό να είναι βραχώδεις. Η προηγούμενη μελέτη τους δεν ήταν αρκετά ακριβής για να καθορίσει εάν το TRAPPIST-1 g έφερε ή όχι την αρχική του ατμόσφαιρα.
"Το G ήταν το τελευταίο ερωτηματικό σε αυτό", είπε ο Wakeford. "Ακριβώς όπως τα αδέλφια και οι αδελφές του, δεν περιέχει την αρχέγονη ατμόσφαιρα. Έχει μια εξελιγμένη ατμόσφαιρα."
Παρουσίασε τα αποτελέσματα τον Ιανουάριο στη χειμερινή συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στο Σιάτλ.
"Αλατοπίπερο"
Το 2016, οι αστρονόμοι στο Χιλής Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST) ανακοίνωσαν την ανακάλυψη τριών πλανητών γύρω από το αμυδρό αστέρι TRAPPIST-1. Τέσσερις ακόμη κόσμοι ανακαλύφθηκαν μέσα σε ένα χρόνο, αυξάνοντας το σύνολο σε επτά. Όλοι οι πλανήτες βρίσκονται στην κατοικήσιμη ζώνη του αστεριού τους, την περιοχή όπου το υγρό νερό θα πρέπει να μπορεί να παραμείνει στην επιφάνεια ενός πλανήτη. Μόνο 40 έτη φωτός από τη Γη, το TRAPPIST-1 περιέχει τους περισσότερους πλανήτες που είναι γνωστό ότι βρίσκονται εντός της κατοικήσιμης ζώνης ενός μόνο αστεριού.
Το TRAPPIST-1 g είναι το μεγαλύτερο του κόσμου, με εκτιμήσεις να το τοποθετούν περίπου 1,1 φορές τη μάζα της Γης.
Εάν οι πλανήτες είναι γίγαντες φυσικού αερίου, θα διατηρούσαν την αρχική τους ατμόσφαιρα πλούσια σε υδρογόνο. Αντίθετα, οι βραχώδεις κόσμοι έχουν τη δύναμη να αλλάξουν την ατμόσφαιρα τους. Η κίνηση του άνθρακα μπορεί να διαδραματίσει βασικό ρόλο στην εξελισσόμενη ατμόσφαιρα. Το λιώσιμο μανδύα παγιδεύει άνθρακα κάτω από την επιφάνεια. Καθώς το μάγμα κινείται προς την επιφάνεια, η μειωμένη πίεση επιτρέπει στον άνθρακα να διαφύγει σε μορφή αερίου. Στη Γη, το παγιδευμένο ανθρακικό άλας απελευθερώνεται ως διοξείδιο του άνθρακα, ένα αέριο θερμοκηπίου που επιτρέπει στον πλανήτη μας να μεγαλώνει θερμότερα παγιδεύοντας θερμότητα από τον ήλιο. Προηγούμενη έρευνα αποκαλύπτει ότι κόσμοι όπως ο Άρης και το φεγγάρι μπορούν επίσης να παγιδεύσουν πλούσιο σε άνθρακα υλικό, καθώς και άλλα στοιχεία, και να τα απελευθερώσουν στην ατμόσφαιρα σε αέρια μορφή.
Επίσης γνωστοί ως κόκκινοι νάνοι, οι νάνοι Μ όπως το TRAPPIST-1 αποτελούν τον υψηλότερο πληθυσμό αστεριών στον γαλαξία. Ορισμένες μελέτες δείχνουν ότι τρία στα τέσσερα αστέρια μπορεί να είναι νάνοι Μ. Τα μακράς διαρκείας αστέρια είναι πιο δροσερά και πιο αμυδρό από τα αστέρια που μοιάζουν με τον ήλιο, αλλά είναι επίσης απίστευτα ενεργά, κάνοντας τους πλανήτες τους σε ακτινοβολία από ισχυρές εκρήξεις και εκρήξεις. [Πώς να ξεχωρίσετε τους τύπους αστεριών (Infographic)]
Οι δροσερές θερμοκρασίες τους μπορούν επίσης να προκαλέσουν προβλήματα στην αναζήτηση ζωής. Οι νάνοι M χαμηλής μάζας μπορούν να υπερηφανεύονται για σύννεφα και ακόμη και υδρατμούς στην ατμόσφαιρά τους, όπως και οι μεγαλύτεροι πλανήτες. Αυτά τα μόρια μπορούν να δημιουργήσουν ψευδή σήματα για αστρονόμους που προσπαθούν να μελετήσουν την ατμόσφαιρα των κόσμων σε τροχιά γύρω από αυτά.
Καθώς ένας πλανήτης περνά ανάμεσα στο αστέρι και τη Γη, οι αστρονόμοι μπορούν να μελετήσουν τη ροή του φωτός μέσω του ουρανού για να ξεκλειδώσουν μερικά από τα μυστήρια της πλανητικής ατμόσφαιρας. Επειδή φέρουν μόρια νερού, οι νάνοι Μ μπορούν να κάνουν τη διαδικασία πιο δύσκολη. Μπορεί να είναι δύσκολο να προσδιοριστεί εάν τα σήματα που υποδηλώνουν την παρουσία νερού προέρχονται από τον πλανήτη ή το άστρο.
"Επειδή το αστέρι έχει αυτά τα χαρακτηριστικά σε αυτό, αυτό σημαίνει τις μετρήσεις που κάνετε, δεν μπορείτε να είστε 100% σίγουροι ότι δεν είναι το αστέρι που μετράτε", δήλωσε ο Wakeford. "Πρέπει να αποκλείσεις την παρουσία και την επίδραση που έχει το αστέρι σε αυτούς τους πλανήτες."
Για να διευθετήσει το χάος, η Wakeford και οι συνεργάτες της ανέπτυξαν μια μέθοδο για την εξάλειψη της αστρικής μόλυνσης. Πρώτα, πραγματοποίησαν μια εις βάθος μελέτη του TRAPPIST-1, εξετάζοντας πώς άλλαξε η θερμοκρασία του αστεριού σε διαφορετικές τοποθεσίες.
"Το ίδιο το αστέρι είναι ένα μείγμα τριών διαφορετικών τύπων θερμοκρασιών", δήλωσε ο Wakeford. Γενικά, το αστέρι είναι σχετικά δροσερό, με το ένα τρίτο να καλύπτεται σε ελαφρώς θερμότερα σημεία 2.726 βαθμών Κελσίου (4.940 βαθμούς Φαρενάιτ). Λιγότερο από το 3 τοις εκατό του αστεριού καλύπτεται με εξαιρετικά καυτά σημεία σε θερμοκρασία 5,526 C (9,980 F).
Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το TRAPPIST-1 καλύπτεται από κηλίδες αστεριών που είπε ο Wakeford είναι μικρότερες και πιο αμυδρές από αυτές που βρίσκονται στον ήλιο μας.
"Η κατανομή των [κηλίδων] είναι σαν αλάτι και πιπέρι - απλώς εντοπίστηκε παντού και ομοιόμορφα κατανεμημένη", δήλωσε ο Wakeford.
Μελετώντας το αστέρι ως έναν μεμονωμένο πλανήτη στο σύστημά του που πέρασε ανάμεσα σε αυτό και τη Γη, οι αστρονόμοι μπόρεσαν να εξετάσουν πώς άλλαξε η θερμοκρασία από το αστέρι.
"Μπορούμε πραγματικά να χρησιμοποιήσουμε τον πλανήτη ως ανιχνευτή των ιδιοτήτων θερμοκρασίας του αστεριού", δήλωσε ο Wakeford.
Έχοντας αυτές τις πληροφορίες στο χέρι, οι αστρονόμοι εξέτασαν στη συνέχεια την ατμόσφαιρα του ίδιου του πλανήτη, με πεποίθηση ότι θα μπορούσαν να λάβουν υπόψη μοριακά σήματα που προέρχονται από το αστέρι. Ήταν σε θέση να αποκλείσουν τη μεγάλη, πρησμένη ατμόσφαιρα υδρογόνου γύρω από g που θα είχε υποδείξει ότι ήταν ένας γίγαντας αερίου και όχι ένας βραχώδης κόσμος του οποίου ο αέρας είχε αλλάξει από γεωλογικές και ατμοσφαιρικές διεργασίες.
"Αυτό οδηγεί πραγματικά στην πραγματική επίγεια φύση αυτού του πλανήτη", δήλωσε ο Wakeford.
Η ομάδα χρησιμοποίησε επίσης τις μετρήσεις τους για να υπολογίσει την ακτίνα του πλανήτη σε 1,124 φορές την ακτίνα της Γης, δίνοντάς την πυκνότητα ακριβώς κάτω από την πλανήτη μας. Αυτό ταιριάζει σταθερά στο TRAPPIST-1 g: Είναι ένας βραχώδης κόσμος.
Έχοντας έξι από τους πλανήτες εκτός δρόμου, οι αστρονόμοι ελπίζουν να στρέψουν την προσοχή τους στο έβδομο και τελευταίο αντικείμενο, TRAPPIST-1 h. Σκοπεύουν να μελετήσουν τον πλανήτη το καλοκαίρι του 2019.
"Θα είναι πραγματικά συναρπαστικό να εφαρμόσουμε ξανά αυτή τη μέθοδο, όχι μόνο για να δούμε τι είναι φτιαγμένος από τον πλανήτη, αλλά για να δούμε πώς το αστέρι αλλάζει και επηρεάζει αυτόν τον πλανήτη", δήλωσε ο Wakeford.
Επιπλέον, η διαδικασία που ανέπτυξαν για τον διαχωρισμό της μόλυνσης υδρατμών από το TRAPPIST-1 θα μπορούσε επίσης να εφαρμοστεί σε παρατηρήσεις άλλων Ν νάνων.
Η έρευνα δημοσιεύθηκε στα τέλη του 2018 στο Astronomical Journal.
