Når vi endelig finder livet et sted derude over Jorden, vil det være ved afslutningen af en lang søgning. Livet sandsynligvis ikke meddeler sin tilstedeværelse for os, vi bliver nødt til at følge en lang række ledetråde for at finde den. Som videnskabsmænd fortæller os, er der ved starten af denne ledetråd vand.
Opdagelsen af TRAPPIST-1-systemet sidste år genererede en masse spænding. 7 planeter, der kredser om stjernen TRAPPIST-1, kun 40 lysår fra Jorden. På det tidspunkt troede astronomer, at i det mindste nogle af dem var jordlignende. Men nu viser en ny undersøgelse, at nogle af planeterne kunne indeholde mere vand end Jorden. Cirka 250 gange mere.
Denne nye undersøgelse fokuserer på tætheden af de 7 TRAPPIST-1 planeter. Forsøg på at bestemme, at densitet er en udfordrende opgave, og det involverede nogle af kraftcentre i teleskopverdenen. Spitzer-rumteleskopet, Kepler-rumteleskopet og SPECULOOS (søgning efter beboelige planeter, der udslipper ULtra-COOl Stars) på ESO's Paranal Observatory blev alle brugt i undersøgelsen.
I denne undersøgelse blev observationer fra de tre teleskoper underkastet en kompleks computermodellering for at bestemme densiteten af de 7 TRAPPIST-planeter. Som et resultat ved vi nu, at de alle for det meste er lavet af sten, og at nogle af dem kunne være 5% vand i masse. (Jorden er kun ca. 0,02% vand i masse.)
Det var ikke let at finde tæthederne for disse planeter. For at gøre dette var forskerne nødt til at bestemme både massen og størrelsen. TRAPPIST-1-planeterne blev fundet ved hjælp af transitmetoden, hvor værtsstjernens lys falder, når planeterne passerer mellem deres stjerne og os. Transitmetoden giver os en ret god idé om planetenes størrelse, men det er det.
Det er meget sværere at finde massen, fordi planeter med forskellige masser kan have de samme kredsløb, og vi kan ikke adskille dem fra hinanden. Men i multi-planet systemer som TRAPPIST-1 er der en måde.
Idet planeterne kredser om TRAPPIST-1-stjernen, forstyrrer mere massive planeter banerne på de andre planeter mere end lettere. Dette ændrer timingen for transitterne. Disse effekter er "komplicerede og meget subtile" ifølge teamet, og det krævede en masse observation og måling af transittimingen - og meget kompleks computermodellering - for at bestemme dens densitet.
Hovedforfatter Simon Grimm forklarer, hvordan det blev gjort: ”TRAPPIST-1-planeterne er så tæt på hinanden, at de forstyrrer hinanden tyngdekraften, så de tidspunkter, hvor de passerer foran stjernen, skifter lidt. Disse skift afhænger af planetenes masse, deres afstand og andre orbitalparametre. Med en computermodel simulerer vi planetenes baner, indtil de beregnede transiter stemmer overens med de observerede værdier, og derved udledes planetmasserne. ”
Først og fremmest detekterede denne undersøgelse ikke vand. Det opdagede flygtigt materiale, som er sandsynligvis vand.
Uanset om de har bekræftet tilstedeværelsen af vand, er dette stadig meget vigtige resultater. Vi bliver gode til at finde exoplaneter, og det næste trin er at bestemme egenskaberne for de atmosfærer, som exoplaneterne har.
Teammedlem Eric Agol kommenterer betydningen: ”Et mål med eksoplanetundersøgelser har i nogen tid været at undersøge sammensætningen af planeter, der er jordlignende i størrelse og temperatur. Opdagelsen af TRAPPIST-1 og kapaciteten ved ESOs faciliteter i Chile og NASA Spitzer-rumteleskopet i kredsløb har gjort dette muligt - hvilket giver os vores første glimt af, hvad jordstørrede eksoplaneter er lavet af! ”
Denne undersøgelse fortæller os ikke, om nogen af TRAPPIST-planeterne har liv på dem, eller endda om de er beboelige. Det er blot endnu et skridt på vejen til forhåbentlig måske en dag at finde livet et sted. Undersøgelse af medforfatter Brice-Olivier Demory på University of Bern sagde lige så meget: ”Tætheder, selvom vigtige ledetråde til planetenes sammensætninger, siger ikke noget om vane. Imidlertid er vores undersøgelse et vigtigt skridt fremad, da vi fortsætter med at undersøge, om disse planeter kunne understøtte livet. ”
Dette er, hvad undersøgelsen bestemte om de forskellige planeter i TRAPPIST-systemet:
- TRAPPIST 1-b og 1c er de to inderste planeter og har sandsynligvis klippekerner og er omgivet af atmosfærer, der er meget tykkere end Jordens.
- TRAPPIST-1d er den letteste af planeterne med ca. 30 procent af jordens masse. Vi er usikre på, om det har en stor atmosfære, et hav eller et islag.
- TRAPPIST-1e er lidt af en overraskelse. Det er den eneste planet i systemet lidt tættere end Jorden. Den kan have en tættere jernkerne, og den har ikke nødvendigvis en tyk atmosfære, hav eller islag. TRAPPIST-1e er et mysterium, fordi det ser ud til at være så meget rockere end resten af planeterne. Det er den mest ligner Jorden, i størrelse, densitet og mængden af stråling, den modtager fra sin stjerne.
- TRAPPIST-1f, g og h kan have frosne overflader. Hvis de har tynde atmosfærer, ville de sandsynligvis ikke indeholde de tunge molekyler, som vi finder på Jorden, såsom kuldioxid.
TRAPPIST-1-systemet vil blive undersøgt i meget lang tid. Det lover at være et af de første mål for James Webb-rumteleskopet (håber vi.) Det er et meget spændende system, og hvorvidt nogen af planeterne anses for at være beboelige, hvis vi studerer dem vil lære os meget om vores søgning efter vand eller ej , levedygtighed og liv.
