Obserwacje wykazują, że TRAPPIST-1 d nie posiada atmosfery podobnej do ziemskiej
TRAPPIST-1 d, skalista planeta podobna do Ziemi, krążąca w ekosferze swojej gwiazdy, intryguje astronomów jako potencjalne miejsce występowania ciekłej wody. Jednak najnowsze badania z JWST wykazały, że nie posiada ona atmosfery podobnej do ziemskiej, co utrudnia jej warunki do podtrzymywania życia.
 |
| Wizja artystyczna TRAPPIST-1 d. Źródło: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI) |
Egzoplaneta TRAPPIST-1 d intryguje astronomów poszukujących potencjalnie zamieszkanych światów poza naszym Układem Słonecznym, ponieważ ma rozmiary zbliżone do Ziemi, jest skalista i znajduje się w obszarze wokół swojej gwiazdy, gdzie teoretycznie możliwe jest występowanie na jej powierzchni wody w stanie ciekłym. Jednak według nowych badań, wykorzystujących dane z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, nie posiada ona atmosfery podobnej do ziemskiej.
Ochronna atmosfera, przyjazne Słońce i mnóstwo wody w stanie ciekłym – Ziemia to wyjątkowe miejsce. Wykorzystując bezprecedensowe możliwości Teleskopu Webba, astronomowie wyruszają na misję, aby określić, jak wyjątkowa i rzadka jest nasza planeta. Czy to umiarkowane środowisko może istnieć gdzie indziej, nawet wokół innego typu gwiazd? Układ TRAPPIST-1 oferuje kuszącą okazję do zgłębienia tego zagadnienia, ponieważ zawiera siedem planet wielkości Ziemi, krążących wokół najpowszechniejszego typu gwiazd w Galaktyce: czerwonego karła.
Ostatecznie chcemy się dowiedzieć, czy coś podobnego do środowiska, którym cieszymy się na Ziemi, może istnieć gdzie indziej i w jakich warunkach. Chociaż JWST po raz pierwszy daje nam możliwość zbadania tego zagadnienia na planetach wielkości Ziemi, na tym etapie możemy wykluczyć TRAPPIST-1 d z listy potencjalnych bliźniaków lub kuzynków Ziemi – powiedziała Caroline Piaulet-Ghorayeb z Uniwersytetu w Chicago i Instytutu Badań Egzoplanet im. Trottiera (IREx) na Uniwersytecie w Montrealu, główna autorka artykułu opublikowanego w czasopiśmie The Astrophysical Journal.
Planeta TRAPPIST-1 d
Układ TRAPPIST-1 znajduje się 40 lat świetlnych od Ziemi i został uznany w 2017 roku za rekordzistę pod względem liczby planet skalistych wielkości Ziemi krążących wokół pojedynczej gwiazdy, dzięki danym z wycofanego z użytku Kosmicznego Teleskopu Spitzera i innych obserwatoriów. Ponieważ gwiazda ta jest słabym, stosunkowo zimnym czerwonym karłem, ekosfera – strefa, gdzie temperatura planety może być idealna, umożliwiająca występowanie wody w stanie ciekłym - leży znacznie bliżej gwiazdy niż w naszym Układzie Słonecznym. TRAPPIST-1 d, trzecia planeta od czerwonego karła, leży na granicy tej strefy umiarkowanej, a jej odległość od gwiazdy wynosi zaledwie 2% odległości Ziemi od Słońca. TRAPPIST-1 d pokonuje pełną orbitę wokół swojej gwiazdy, czyli rok, w zaledwie cztery ziemskie dni.
Instrument NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) teleskopu Webba nie wykrył cząsteczek z TRAPPIST-1 d, które powszechnie występują w ziemskiej atmosferze, takich jak woda, metan czy dwutlenek węgla. Piaulet-Ghorayeb przedstawiła jednak kilka możliwości dotyczących tej egzoplanety, które wciąż czekają na dalsze badania.
Istnieje kilka potencjalnych powodów, dla których nie wykrywamy atmosfery wokół TRAPPIST-1 d. Może mieć niezwykle cienką atmosferę, trudną do wykrycia, podobną do Marsa. Alternatywnie, może mieć bardzo gęste chmury na dużych wysokościach, które blokują nam możliwość wykrycia określonych sygnatur atmosferycznych – coś bardziej przypominającego Wenus. Albo może to być jałowa skała, pozbawiona jakiejkolwiek atmosfery – powiedziała Piaulet-Ghorayeb.
Gwiazda TRAPPIST-1
Niezależnie od sytuacji TRAPPIST-1 d, trudno być planetą krążącą wokół czerwonego karła. TRAPPIST-1, gwiazda macierzysta układu, jest znana z niestabilności, często emituje rozbłyski wysokoenergetycznego promieniowania, które mogą zedrzeć atmosfery z małych planet, zwłaszcza tych krążących najbliżej. Niemniej jednak naukowcy są zmotywowani do poszukiwania śladów atmosfer na planetach wokół TRAPPIST-1, ponieważ czerwone karły są najpowszechniejszymi gwiazdami w naszej Galaktyce. Jeśli planety potrafią utrzymać atmosferę tutaj, pod falami silnego promieniowania gwiazdowego, mogą, jak to się mówi, przetrwać wszędzie.
Czułe instrumenty podczerwone Webba pozwalają nam po raz pierwszy zagłębić się w atmosfery tych mniejszych, chłodniejszych planet – powiedział Björn Benneke z IREx na Uniwersytecie w Montrealu, współautor artykułu. Dopiero zaczynamy używać Webba do poszukiwania atmosfer na planetach wielkości Ziemi i do wyznaczania granicy między planetami, które mogą utrzymać atmosferę, a tymi, które nie mogą.
Zewnętrzne planety TRAPPIST-1
Obserwacje zewnętrznych planet układu TRAPPIST-1 prowadzone przez Webba są w toku i niosą ze sobą zarówno potencjał, jak i zagrożenie. Z jednej strony, jak powiedział Benneke, planety e, f, g i h mogą mieć większe szanse na posiadanie atmosfer, ponieważ znajdują się dalej od energetycznych erupcji swojej macierzystej gwiazdy. Jednak ich odległość i chłodniejsze otoczenie utrudniają wykrycie sygnatur atmosferycznych, nawet za pomocą instrumentów Webba pracujących w podczerwieni.
Nie wszystko stracone, jeśli chodzi o atmosfery wokół planet TRAPPIST-1 – powiedziała Piaulet-Ghorayeb. Chociaż nie znaleźliśmy wyraźnych śladów atmosfery na planecie d, wciąż istnieje potencjał, aby planety zewnętrzne utrzymywały dużo wody i innych składników atmosferycznych.
Nasza praca detektywistyczna dopiero się zaczyna. Podczas gdy TRAPPIST-1 d może okazać się jałową skałą oświetloną przez okrutnego czerwonego karła, planety zewnętrzne TRAPPIST-1 e, f, g i h mogą jeszcze posiadać grube atmosfery – dodał Ryan MacDonald, współautor artykułu. Dzięki Webbowi wiemy teraz, że TRAPPIST-1 d daleko odbiega od świata gościnnego dla życia. I dowiadujemy się, że Ziemia jest jeszcze bardziej wyjątkowa w kosmosie.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
Czytaj też:
