En kunstners illustration af udsigten fra en af de syv planeter, der kredser rundt om den røde dværg TRAPPIST-1, med flere andre verdener synlige tættere på den lille, svage stjerne.
(Billede: © N. Bartmann / spaceengine.org / ESO)
De syv stenede planeter, der cirkler den nærliggende stjerne TRAPPIST-1, har masser af vand, antyder en ny undersøgelse - måske for meget til at gøre dem gode spil for livet.
Alle TRAPPIST-1 verdener har sandsynligvis hundreder af jordhavets vandværd på deres overflader, og de vådeste kan have over 1.000 gange mere af det, end vores planet gør, ifølge undersøgelsen.
Overraskende nok er dette sandsynligvis ikke gode nyheder for TRAPPIST-1-systemets livshostingpotentiale, sagde medlemmer af studieteamet. [Mød de 7 jordstørrelsesoplaneter af TRAPPIST-1]
”For meget vand kan være en dårlig ting,” fortalte hovedforfatter Cayman Unterborn, en postdoktor ved School of Earth and Space Exploration ved Arizona State University, til Space.com. "TRAPPIST-1'erne er interessante, men måske ikke for livet."
TRAPPIST-1 er en svær rød dværgstjerne, der ligger omkring 39 lysår fra Jorden. Astronomer opdagede tre planeter, der cirkler stjernen i 2016, og fire flere blev annonceret et år senere. Hver af de syv verdener - der er kendt som TRAPPIST-1b, c, d, e, f, g og h - har omtrent samme størrelse som Jorden. Og tre af de fremmede verdener (e, f og g) menes at ligge i TRAPPIST-1s "beboelige zone" - det lige højre område af afstande, hvor flydende vand sandsynligvis kunne eksistere på en planetens overflade.
TRAPPIST-1 er ca. 2.000 gange svagere end solen, så den røde dværgs beboelige zone er meget tæt på. Faktisk ligger alle syv TRAPPIST-1-planeter tættere på deres stjerne end Mercury gør for solen.
Alle TRAPPIST-1-planeterne blev opdaget via "transitmetoden"; adskillige instrumenter bemærkede de små lysstyrker, der blev resultatet, da verdener krydste deres værtsstjerners ansigt. Størrelsen af disse dips afslørede størrelserne på verdener. Og astronomer har været i stand til at estimere planetenes masser, men ikke næsten lige så præcist, ved at studere, hvordan deres transit har varieret over tid. (Disse variationer forekommer, når naboplaneter trækker hinanden på tyngdekraften.)
Med denne masse- og volumeninformation i hånden brugte Unterborn og hans team computermodeller for at få en bedre idé om sammensætningen af seks af TRAPPIST-1 verdener. (De beskæftigede sig ikke med TRAPPIST-1h, den yderste planet, fordi der ikke er kendt nok om det.)
Dette modelleringsarbejde antydede, at der er en fugtighedsgradient i TRAPPIST-1-systemet. De inderste planeter, b og c, er sandsynligvis ca. 10 procent vand i masse, hvorimod de våde ting udgør mindst 50 procent af det fjerneste f og g. De midterste planeter d og e falder et sted imellem.
Alle disse verdener er sæbe våde, selv i den lave ende af gradienten. Til sammenligning er Jorden kun 0,2 procent vand i masse. Faktisk er TRAPPIST-1-planeterne sandsynligvis "vandverdener" uden jord til at bryde monotonien mellem vind og bølge, sagde Unterborn.
Hvis det virkelig er tilfældet, er oddsen for at finde liv i systemet muligvis ikke store.
"Uden eksponeret land vil centrale geokemiske cyklusser, herunder nedbrydning af kulstof og fosfor i oceaniske reservoirer fra kontinentalt vejrforhold, blive dæmpet, hvilket begrænser størrelsen på biosfæren," skrev forskerne i den nye undersøgelse, der blev offentliggjort online i dag (marts) 19) i tidsskriftet Nature Astronomy. "Som sådan, selvom disse planeter kan være beboelige i den klassiske definition af tilstedeværelsen af overfladevand, er enhver biosignatur, der observeres fra dette system, muligvis ikke fuldt ud adskiller fra abiotiske, rent geokemiske kilder."
Og alt dette vand kan muligvis lukke nogle nøglegeologiske processer, der kan hjælpe livet med at få fodfæste, sagde Unterborn. For eksempel bliver klipper i Jordens mantel ofte flydende, når de bevæger sig opad til en zone med lavere tryk, hvor deres smeltepunkt er lavere. Men sådan "dekompressionssmeltning" kan forekomme sjældent, hvis overhovedet, på TRAPPIST-1-verdener, fordi den enorme vægt af de overliggende globale oceaner øger manteltrykket så meget.
Uden smeltet sten nær overfladen kan der ikke være nogen vulkaner (i det mindste ikke den slags, vi er vant til her på Jorden). Og uden vulkaner kan varmefangende gasser, såsom kuldioxid, have svært ved at nå atmosfæren - hvilket betyder, at TRAPPIST-1-planeterne måske er blevet udsat for en "løbende snebold" -effekt, sagde Unterborn. [Galleri: The Strangest Alien Planets]
Planeter, der kredser om røde dværge, står over for andre udfordringer med hensyn til brugbarhed, har mange forskere understreget. For eksempel, hvis disse verdener kredser tæt nok til at være i den beboelige zone, er de næsten helt sikkert "tidligt låst", hvilket betyder, at de altid viser det samme ansigt til deres forældre. Så den ene side af sådanne planeter kan være kogende varm, mens den anden er frigid. Dette problem kunne afhjælpes ved tilstedeværelsen af en tyk atmosfære, der ville cirkulere varme. Men røde dværge fyrer af masser af kraftige fakkel, der hurtigt kan fjerne atmosfærerne i beboelseszoneverdener.
Sådanne spørgsmål drøftes og studeres kraftigt, hvilket ikke er overraskende i betragtning af udbredelsen af røde dværge: Cirka 75 procent af Mælkevejens stjerner er røde dværge, så de har sandsynligvis plads til det meste af galakens ejendom, beboelig eller på anden måde.
Den nye undersøgelse kaster også lys over dannelsen og udviklingen af TRAPPIST-1-systemet. For eksempel ligger alle syv planeter i øjeblikket inde i den primære "snelinie" - det punkt, over hvilket det var koldt nok til, at vandet forblev frossent, da verdenerne tog form. Men holdets resultater antyder, at planeterne f, g og h faktisk dannede sig ud over denne grænse og vandrede indad over tid. Planeter b og c, på den anden side, sammenkølet inden i den oprindelige sne linje. (Det er ikke klart, hvor TRAPPIST-1d og e blev født i forhold til denne linje, som forskerne sagde var sandsynligvis placeret et sted mellem de nyfødte verdener c og f.)
Generelt indikerer undersøgelsen, at røde dværgsystemer som TRAPPIST-1 ikke bør betragtes som bare miniature-versioner af vores eget solsystem, sagde Unterborn; deres planeter kan dannes på lidt forskellige måder og / eller på lidt forskellige tidsplaner.
"At forstå det fra et planetarisk dannelses- og udviklingsperspektiv, tror jeg, er - for offentligheden især - en meget mere kraftfuld måde at sælge TRAPPIST-1 end livet på," sagde han. "Ingen kan lide at være det våde tæppe, der siger, 'Ja, faktisk er de ikke så gode for livet.' Men de er virkelig interessante, og vi er nødt til at kende disse ting for at forstå de planeter, der sandsynligvis har liv. "
