Suspansul ne omoară. Următoarea planetă din sistemul TRAPPIST primește tratamentul JWST

Sistemul TRAPPIST-1 este cel mai interesant grup de exoplanete descoperit vreodată de astronomi. Sistemul conține șapte planete stâncoase care orbitează o stea pitică roșie foarte rece, la aproximativ 40 de ani lumină de Pământ. Multe planete sunt situate în zona locuibilă a stelei.

Având în vedere capacitatea telescopului spațial James Webb de a detecta și studia atmosferele planetelor îndepărtate care orbitează în jurul altor stele, datele despre planetele TRAPPIST au fost foarte așteptate. Acum, astronomii au lansat informații detaliate despre a doua planetă, TRAPPIST-1 c, care se presupune că ar fi o lume asemănătoare lui Venus. Spre deosebire de Venus, JWST nu a reușit să detecteze nicio urmă de atmosferă groasă de dioxid de carbon.

„Am fost puțin trist că nu am văzut o atmosferă groasă de dioxid de carbon, dar sunt în mare parte uimit de faptul că JWST poate detecta semnale ca acestea.” Dr. Laura Kreidberg pe Twitter. Ea este directorul APEx (Exoplanet Atmospheric Physics) la Institutul Max Planck pentru Astronomie din Germania și co-autor la O nouă lucrare publicată astăzi în revista Nature. „Intră într-adevăr în era caracterizării exoplanetelor stâncoase!… Această planetă are aceeași dimensiune și radiație ca Venus, dar atmosfera ei *nu* este ca Venus. Ar putea fi o atmosferă subțire, fără mult CO2, sau ar putea fi stâncă goală Ca T1b [TRAPPIST 1 b]. „

În martie 2023, astronomii au împărtășit datele JWST pe TRAPPIST-1 b, cea mai interioară planetă. Distanța sa orbitală este de aproximativ o sutime din distanța orbitală a Pământului și, prin urmare, nu se află în zona de locuit a sistemului. JWST nu a detectat deloc atmosferă, ceea ce a fost neașteptat din cauza condițiilor infernale de a fi atât de aproape de stea.

Toate planetele din sistemul TRAPPIST-1 au fost observate anterior folosind telescoapele spațiale Hubble și Spitzer și, până în prezent, nu au fost detectate caracteristici atmosferice. Dar totuși, astronomii nu au putut exclude această posibilitate. Cu capabilitățile infraroșu ale JWST, acesta are capacitatea de a detecta molecule „grele” precum dioxidul de carbon, oxigenul și metanul și, astfel, are capacitatea de a determina dacă planetele TRAPPIST-1 au sau nu atmosferă și, dacă da, care sunt acestea. realizat din..

Orbitând în jurul stelei sale la o distanță de 0,016 UA (aproximativ 2,4 milioane de kilometri, 1,5 milioane de mile), TRAPPIST-1 c completează o orbită în doar 2,42 zile pământești. TRAPPIST-1 c este puțin mai mare decât cea a Pământului, dar are aproximativ aceeași densitate, ceea ce indică faptul că trebuie să aibă o compoziție stâncoasă. O măsurătoare JWST a luminii infraroșii medii de 15 microni emisă de TRAPPIST-1c indică faptul că planeta are fie o suprafață stâncoasă expusă, fie o atmosferă foarte subțire de dioxid de carbon.

„Vrem să știm dacă planetele stâncoase au sau nu atmosferă”, a spus Sebastien Zeba, un student absolvent Max Planck și primul autor al noii lucrări. Într-un comunicat de presă al NASA. În trecut, am putut studia doar planete cu atmosfere groase, bogate în hidrogen. Cu Webb, putem începe în sfârșit să căutăm atmosfere dominate de oxigen, azot și dioxid de carbon.”

Zieba și echipa sa au folosit MIRI (instrument JWST cu infraroșu mediu) pentru a observa sistemul TRAPPIST-1 în patru ocazii diferite (pe 27 și 30 octombrie și pe 6 și 30 noiembrie 2022), când Planeta 1c s-a deplasat în spatele stelei, un fenomen cunoscut. ca o eclipsă secundară… Comparând luminozitatea când planeta se află în spatele stelei (numai lumina stelelor) cu luminozitatea când planeta este lângă stea (lumina de la stea și de la planetă combinate), echipa a reușit să calculeze cantitatea de lumină în infraroșu mijlociu la lungimi de undă de 15 microni pe care le emite planeta.

a spus NASA Cantitatea de lumină în infraroșu mijlociu emisă de o planetă este direct legată de temperatura acesteia, care la rândul ei este afectată de atmosferă. Dioxidul de carbon absoarbe de preferință lumina de 15 microni, ceea ce face ca planeta să pară mai slabă la această lungime de undă. Cu toate acestea, norii pot reflecta lumina, făcând planeta să pară mai strălucitoare și mascând prezența dioxidului de carbon.

În plus, o atmosferă intrinsecă de orice compoziție ar redistribui căldura din partea de zi în partea de noapte, determinând ca temperatura din partea de zi să fie mai mică decât ar fi fără atmosferă. Deoarece TRAPPIST-1 c orbitează atât de aproape de steaua sa – aproximativ 1/50 din distanța dintre Venus și Soare – se crede că este blocat în funcție de maree, cu o parte în lumina zilei perpetuă și cealaltă în întuneric nesfârșit.

„Rezultatele noastre sunt în concordanță cu faptul că planeta este o rocă goală, fără atmosferă, sau planeta având o atmosferă de dioxid de carbon foarte subțire (mai subțire decât atmosfera de pe Pământ sau chiar de pe Marte) fără nori”, a spus Ziba. „Dacă planeta ar fi avut o atmosferă groasă de dioxid de carbon, am fi observat eclipse secundare foarte puțin adânci sau nicio eclipsă. Acest lucru se datorează faptului că dioxidul de carbon ar absorbi toți cei 15 microni de lumină, așa că nu am detecta nicio lumină provenind din planeta.”

în ziarul lor, Echipa a spus că „absența grelelor, CO₂– Atmosfera bogată de pe TRAPPIST-1? c indică o istorie slabă, relativ volatilă de formare… Dacă toate planetele din sistem s-au format în același mod, aceasta indică un stoc limitat de substanțe volatile pentru planetele potențial locuibile din sistem. ”

a spus Kreidberg pe Twitter Cantitatea de apă la formarea lui TRAPPIST-1 c ar fi mai mică de 10 oceane ale Pământului. „Acest lucru poate indica un model de formare planetară care nu este foarte bogat în apă (deși nu garantează că c va fi într-un mod similar cu exoplanetele)”, a spus ea.

Mai târziu în acest an, a spus NASA, cercetătorii vor efectua o sondă de urmărire pentru a observa orbitele complete ale motoarelor TRAPPIST-1 b și TRAPPIST-1 c. Acest lucru ar permite să vedem cum se schimbă temperaturile de la partea zi la cea de noapte a două planete și ar oferi mai multe constrângeri asupra faptului că au sau nu atmosferă. În plus, vor fi observate și alte planete TRAPPIST-1. Așadar, rămâneți la curent cu viitoarea lansare de date interesantă.