En kunstners gengivelse af TRAPPIST-1-systemet (ikke i skala). En ny undersøgelse viser, at tre af planeterne i den beboelige zone ikke ser ud til at besidde brint, hvilket betyder, at deres atmosfære kan svare til dem fra stenede planeter, skønt det ikke garanterer, at de er beboelige.
(Billede: © NASA og JPL / Caltech)
TRAPPIST-1-stjernesystemet er hjemsted for syv planeter i jordstørrelse, og en ny undersøgelse antyder, at 3 af disse planets atmosfærer ligner atmosfærer, der findes på klippeformede planeter som Venus eller Mars.
Ved hjælp af Hubble-rumteleskopet målrettede astronomer planeterne i TRAPPIST-1-systemet, der ligger i stjernens "beboelige zone", eller det område, hvor temperaturer kunne være rigtige til at være vært for flydende vand på en planets overflade - en kritisk ingrediens for livet, som vi kender det.
Forskerne brugte Hubble til at søge efter brint og fandt ikke en stor overflod af gassen i tre af de ca. jordstørrede eksoplaneter: TRAPPIST-1d, TRAPPIST-1e og TRAPPIST-1f. (En fjerde planet i den beboelige zone, TRAPPIST-1g, vil kræve flere observationer for at estimere dens hydrogensammensætning, ifølge en erklæring fra NASA.) [Exoplanet Tour: Mød de 7 jordstørrelsesplaneter fra TRAPPIST-1]
Brint fungerer som en drivhusgas, der fanger varme inde i en planetens atmosfære. For planeter i den beboelige zone ville en hydrogenrig atmosfære gøre overfladen ekstremt varm og uvenlig for livet. Hydrogen er mere rigeligt i gas-gigantiske planeter i Jordens solsystem sammenlignet med stenede planeter. Neptun har for eksempel en meget "puffy", hydrogenrig atmosfære, ifølge udsagnet. En mangel på brint betyder, at det er muligt, at TRAPPIST-1-planeterne har atmosfærer, der er "lavvandede og rige på tungere gasser som dem, der findes i Jordens atmosfære, såsom kuldioxid, metan og ilt."
De tre TRAPPIST-1-planeter ser ud til at have lidt brint i dag ifølge spektroskopiske observationer med Hubbles Wide Field Camera 3, men undersøgelsesforfatterne sagde, at det er muligt, at de planetariske atmosfærer indeholdt brint kort efter, at de dannede sig. Dette antyder, at planetenes atmosfærer er tættere i sammensætning af dem fra de større stenede planeter i Jordens solsystem: Venus, Jorden og Mars.
Alle de syv TRAPPIST-1-planeter kredser tættere på deres moderstjerne, TRAPPIST-1, end Mercury kredser om solen. Fordi TRAPPIST-1 er en svær rød dværgstjerne, er dens beboelige zone dog meget tættere på end den beboelige zone omkring solen.
I den nye artikel understregede forskerne, at der er behov for mere arbejde for at forstå, hvilke slags atmosfærer der omgiver TRAPPIST-1-planeterne. NASAs magtfulde James Webb-rumteleskop, der planlægges lanceret i 2019, burde være i stand til at få et bedre udseende, fordi TRAPPIST-1 ligger relativt tæt på Jorden - kun 40 lysår væk. Webb vil søge efter elementer som ilt og forbindelser som kuldioxid, metan og vand. Specifikke kombinationer af disse molekyler kunne indikere, at en planet er beboelig for livet, som vi kender den, eller sandsynligheden for, at der allerede er liv, ifølge udsagnet.
"Hubble udfører det foreløbige rekognoseringsarbejde, så astronomer, der bruger Webb ved, hvor de skal starte," siger studieleder Nikole Lewis, en assisterende astronom ved Space Telescope Science Institute (STScI) i Baltimore, siger det i erklæringen.
"At eliminere et muligt scenarie til sammensætning af disse atmosfærer gør det muligt for Webb-teleskopastronomer at planlægge deres observationsprogrammer for at se efter andre mulige scenarier for sammensætningen af disse atmosfærer," sagde hun.
Manglen på brint betyder ikke direkte, at planeterne er beboelige. Deres atmosfærer kunne være undertrykkende varme, ligesom Venus (som lider af en løbende drivhuseffekt) eller ekstremt let, som Mars 'atmosfære (som er så tynd, at vand ikke kan strømme på overfladen).
"En af disse fire [TRAPPIST-1 planeter] kunne være en vandverden," sagde Hannah Wakeford, en stipendiat ved STScI og en medforfatter til det nye papir, i den samme erklæring. "Den ene kunne være en exo-Venus, og den anden kunne være en exo-Mars. Det er interessant, fordi vi har fire planeter, der er i forskellige afstande fra stjernen. Så vi kan lære lidt mere om vores eget forskellige solsystem, fordi vi lærer om, hvordan TRAPPIST-stjernen har påvirket dens række planeter. "
Den nye undersøgelse blev offentliggjort i går (5. februar) i tidsskriftet Nature Astronomy.
TRAPPIST-1 kom overskrifter sidste år, efter at NASAs Spitzer-rumteleskop og andre observatorier bekræftede eksistensen af syv stenede planeter i systemet. Fire planeter blev annonceret sidste år som en del af denne undersøgelse, og de andre tre planeter blev opdaget i 2016 af European Southern Observatory (ESO) Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST) i Chile, ifølge NASA. Hubble gjorde også en tidligere brintundersøgelse af TRAPPIST-1b og 1c i 2016.
En separat undersøgelse offentliggjort i dag i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics antyder, at nogle af TRAPPIST-1-planeterne er vært for meget vand. Flere jordbaserede og rumbaserede teleskoper undersøgte de syv planeter, vurderede deres tæthed og bestemte, at de for det meste er stenede, med nogle af planeterne, der har op til 5 procent af deres masse i form af vand. Det er cirka 250 gange mere end hvad Jordens oceaner rummer, ifølge en erklæring fra ESO.
"De varmere planeter, der er tættest på deres moderstjerne, har sandsynligvis tætte, dampende atmosfære, og de fjernere planer har sandsynligvis iskolde overflader," skrev ESO-repræsentanter i erklæringen. "Med hensyn til størrelse, tæthed og mængden af stråling, den modtager fra sin stjerne, er den fjerde planet ud [TRAPPIST-1e] den mest ligner Jorden. Det ser ud til at være den mest rockede planet af de syv og har potentialet til vært med flydende vand. "
