Umetniški koncept svetov TRAPPIST-1 temelji na razpoložljivih podatkih o značilnostih planetov.
(Slika: © NASA / JPL-Caltech)
Največji svet v sistemu sedmih planetov TRAPPIST-1 se ponaša z vzdušjem, ki se je razvijalo skozi čas, in ne s tistim, ki se je oblikoval z njim.
Opazovanja Nasinega vesoljskega teleskopa Hubble kažejo, da se atmosfera planeta razlikuje od njegovega nastajajočega okolja, kar pomeni, da gre najverjetneje za skalnat svet, podoben drugim v sistemu.
"To vzdušje ni tisto, s katerim se je rodila," je za Space.com povedala Hannah Wakeford, raziskovalka na Inštitutu za vesoljski teleskop v Baltimoru v Marylandu. Natalna atmosfera bi bila bogata z vodikom, česar raziskovalci ne vidijo. Namesto tega "so se spreminjali z različnimi procesi", je dejal Wakeford. Atmosferska in geološka aktivnost bi lahko igrala pomembno vlogo pri spremembah. [Exoplanet Tour: Spoznajte 7 planetov Zemlje TRAPPIST-1]
Wakeford in njeni sodelavci so Hubble uporabili za preučevanje TRAPPIST-1 g, šestega planeta od zvezde. Predhodno so preizkusili atmosfero prvih petih planetov, ki so jih prepoznali s črkami b do f, in ugotovili, da na vseh petih planetih ni ogromnih vodikovih atmosfer, ki kažejo na plinske velikane, zato je večja verjetnost, da bodo kamniti. Njihova prejšnja študija ni bila dovolj natančna, da bi lahko ugotovila, ali TRAPPIST-1 g nosi prvotno atmosfero ali ne.
"G je bil zadnji znak pri tem," je dejal Wakeford. "Tako kot bratje in sestre tudi ta ne vsebuje svoje prvotne atmosfere. Razvija se vzdušje."
Rezultate je predstavila januarja na zimskem srečanju Ameriškega astronomskega društva v Seattlu.
"Sol in poper"
Leta 2016 so astronomi na čilskem tranzitnem planetu in malem teleskopu planetovisimal (TRAPPIST) objavili svoje odkritje treh planetov okoli zatemnjene zvezde TRAPPIST-1. V enem letu so odkrili še štiri svetove, kar je skupno sedem. Vsi planeti ležijo v območju bivanja zvezde, območje, kjer naj bi tekoča voda obstala na površini planeta. Samo 40 svetlobnih let od Zemlje, TRAPPIST-1 vsebuje največ planetov, za katere je znano, da ležijo znotraj območja bivanja ene zvezde.
TRAPPIST-1 g je največji na svetu, po ocenah znaša približno 1,1-krat večja od mase Zemlje.
Če bi bili planeti plinski velikani, bi ohranili prvotno atmosfero, bogato z vodikom. V nasprotju s tem imajo skalnati svet moč, da spreminjata svoje vzdušje. Gibanje ogljika lahko igra ključno vlogo v tebi, ki se razvija. Talilna magma lovi ogljik pod površino. Ko se magma premika proti površju, zmanjšan tlak omogoča, da ogljik uhaja v plinski obliki. Na Zemlji se ujeti karbonat sprošča v obliki ogljikovega dioksida, toplogrednega plina, ki omogoča, da se naš planet segreje tako, da lovi toploto od sonca. Pretekle raziskave razkrivajo, da tudi svetovi, kot sta Mars in Luna, lahko ujamejo material, bogat z ogljikom, pa tudi druge elemente in jih v plinasti obliki sprostijo v ozračje.
Znani tudi kot rdeči palčki, M palčki, kot je TRAPPIST-1, sestavljajo najvišjo populacijo zvezd v galaksiji. Nekatere študije kažejo, da so tri od vsakih štirih zvezd lahko škrat M. Dolgoživeče zvezde so hladnejše in temnejše od zvezd, ki so podobne soncu, vendar so tudi neverjetno aktivne, saj svoje planete umirajo v sevanju, ki ga prenašajo močne rakete in izbruhi. [Kako povedati vrste zvezd (Infographic)]
Njihove hladne temperature lahko povzročijo tudi težave pri iskanju življenja. Škratki M z majhno maso se v svojih atmosferah lahko pohvalijo z oblaki in celo vodno paro, podobno kot največji planeti. Te molekule lahko ustvarijo napačne signale astronomom, ki poskušajo preučevati atmosfere svetov, ki jih obkrožajo.
Ko planet mineva med svojo zvezdo in Zemljo, lahko astronomi preučujejo svetlobo, ki teče skozi njeno nebo, da bi odklenili nekatere skrivnosti planetarne atmosfere. Ker prenašajo molekule vode, lahko M škratje postopek naredi bolj zahteven; težko je določiti, ali signali, ki nakazujejo prisotnost vode, prihajajo s planeta ali zvezde.
"Ker ima zvezda te lastnosti v sebi, to pomeni meritve, ki jih izvajate, ne morete biti stoodstotno prepričani, da ne merite zvezde," je dejal Wakeford. "Morate izključiti prisotnost in učinek, ki ga ima zvezda na teh planetih."
Za pomoč pri razrešitvi sta Wakeford in njeni sodelavci razvili metodo za odstranjevanje zvezdne kontaminacije. Najprej so izvedli poglobljeno študijo TRAPPIST-1 in preučili, kako se je na različnih lokacijah spreminjala temperatura zvezde.
"Sama zvezda je mešanica treh različnih vrst temperatur," je dejal Wakeford. Na splošno je zvezda sorazmerno hladna, s tretjino pa je pokrita na nekoliko toplejših mestih 2.726 stopinj Celzija (4.940 stopinj Fahrenheita). Manj kot 3 odstotke zvezde je prekritih z izredno vročimi točkami pri temperaturi 5.526 C (9.980 F).
To je zato, ker TRAPPIST-1 prekrivajo zvezdne lise, za katere je Wakeford dejal, da so manjši in temnejši od tistih, ki jih najdemo na soncu.
"Porazdelitev [pik] je kot sol in poper - povsod ga opazimo in enakomerno porazdelimo," je dejal Wakeford.
S preučevanjem zvezde kot posameznega planeta v njenem sistemu, ki je potekal med njo in Zemljo, so astronomi lahko preučili, kako se je spreminjala temperatura iz zvezde.
"Planet lahko dejansko uporabimo kot sondo za temperaturne lastnosti zvezde," je dejal Wakeford.
S temi informacijami so astronomi nato sami preučili atmosfero planeta in se prepričali, da bi lahko upoštevali molekularne signale, ki prihajajo iz zvezde. Izločili so lahko veliko zabuhlo vodikovo atmosfero okoli g, kar bi nakazovalo, da gre za plinskega velikana in ne za skalnat svet, katerega zrak so spremenili geološki in atmosferski procesi.
"To resnično vodi v resnično zemeljsko naravo tega planeta," je dejal Wakeford.
Skupina je s svojimi meritvami izračunala tudi polmer planeta na 1.124-krat večji od polmera Zemlje in mu dala gostoto tik pod našo. To trdno ustreza TRAPPIST-1 g: To je skalnat svet.
Astronomi upajo, da se je šest planetov odpravilo na svoj sedmi in končni objekt, TRAPPIST-1 h. Planet nameravajo preučiti poleti 2019.
"Zelo razburljivo bo, če bomo ponovno uporabili to metodo, ne samo da bi videli, iz česa je planet narejen, ampak tudi, kako se zvezda spreminja in vpliva na ta planet," je dejal Wakeford.
Poleg tega bi lahko postopek, ki so ga razvili za ločevanje kontaminacije vodne pare od TRAPPIST-1, uporabili tudi za opažanja drugih škratov M.
Raziskava je bila objavljena konec leta 2018 v časopisu Astronomical Journal.
