Da Hubble først iagttog de atmosfæriske forhold på en ekstrasolar planet i 2000, åbnede det hele studiefeltet. Nu har Hubble foretaget den første foreløbige undersøgelse af atmosfærerne i jordstore, relativt nærliggende verdener og fundet "indikationer, der øger chancerne for bevaring på to eksoplaneter," siger forskerne.
Planeterne, TRAPPIST-1b og TRAPPIST-1c, blev opdaget tidligere i år og er cirka 40 lysår væk. På det tidspunkt, hvor de blev fundet, var det ukendt, om verdener var gasplaneter eller klippeværdige verdener, men Hubbles seneste observationer antyder, at begge planeter har kompakte atmosfærer, der ligner dem i klippeplaneter som Jorden, Venus og Mars i stedet for tykke , pustede atmosfærer, der ligner gasplaneterne som Jupiter.
”Nu kan vi sige, at disse planeter er stenede. Nu er spørgsmålet, hvilken slags atmosfære har de? ” sagde Julien de Wit fra Massachusetts Institute of Technology, der førte et team af videnskabsfolk til at observere planeterne i næsten infrarødt lys ved hjælp af Hubbles vidrefeltkamera 3. ”De troværdige scenarier inkluderer noget som Venus, med høje, tykke skyer og en atmosfære domineret af kuldioxid eller en jordlignende atmosfære domineret af nitrogen og ilt, eller endda noget i retning af Mars med en udtømt atmosfære. Det næste trin er at forsøge at fjerne alle disse mulige scenarier, der findes for disse jordiske planeter. ”
Eksoplaneterne blev oprindeligt opdaget af TRAPPIST-teleskopet ved ESOs La Silla-observatorium i Chile, som ligesom Kepler-teleskopet ser efter planetariske transitter (TRAPPIST står for Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope) og observerer dukkert i en stjerners lys fra planeter, der passerer foran af det fra Jordens synspunkt.
Stjernen, TRAPPIST-1, er en ultracool dværgstjerne og er meget lille og svag. TRAPPIST-1b afslutter en bane omkring stjernen på kun 1,5 dage og TRAPPIST-1c på 2,4 dage, og planeterne er mellem 20 og 100 gange tættere på deres stjerne end jorden er for solen. Begge er tidligt låst, hvor den ene side af disse verdener kan være helvede og ubeboelig, men forholdene muligvis muliggør et begrænset beboelsesområde på den anden side. Og på grund af stjernens svaghed, tror forskere, at TRAPPIST-1c kan være inden for stjernens beboelige zone, hvor moderate temperaturer kan give mulighed for, at flydende vand samles.
”En stenet overflade er en god start for en beboelig planet, men ethvert liv på TRAPPIST-1-planeterne har sandsynligvis en meget hårdere tid end livet på Jorden,” sagde Joanna Barstow, en astrofysiker ved University College London, der ikke var involveret i forskningen. ”Naturligvis er vores ideer om beboelighed meget smalle, fordi vi kun har en planet at se på indtil videre, og livet kan godt overraske os ved at blomstre i det, vi betragter som usandsynlige forhold.”
Forskerne brugte spektroskopi til at afkode lyset og afsløre ledetråd til den kemiske sammensætning af planetenes atmosfærer. Mens indholdet af atmosfærerne er ukendt og planlagt til flere observationer, har den lave koncentration af brint og helium forskere begejstret for implikationerne.
Holdet indså, at en sjælden dobbelt transit skulle finde sted, da de to planeter næsten samtidig ville passere foran deres stjerne, men de vidste kun to uger i forvejen. De tog en chance, og da de drage fordel af Hubbles evne til at gøre observationer med kort varsel, skrev de et forslag på en dag.
”Vi tænkte, måske kunne vi se, om folk i Hubble ville give os tid til at gøre denne observation, så vi skrev forslaget på mindre end 24 timer, sendte det ud, og det blev straks revideret,” sagde de Wit. ”Nu har vi for første gang spektroskopiske observationer af en dobbelt transit, som gør det muligt for os at få indsigt i atmosfæren på begge planeter på samme tid.”
Ved hjælp af Hubble registrerede teamet et kombineret transmissionsspektrum af TRAPPIST-1b og c, hvilket betyder, at som den første planet så den anden krydsede foran stjernen, kunne de måle ændringerne i bølgelængden, efterhånden som mængden af stjernelys dyppet med hver transit.
”Dataene viste sig at være uberørte, absolut perfekte, og observationer var de bedste, som vi kunne have forventet,” siger de Wit. ”Styrken var bestemt med os.”
”Disse oprindelige Hubble-observationer er et lovende første skridt i at lære mere om disse nærliggende verdener, om de kunne være stenede som Jorden, og om de kunne opretholde liv,” siger Geoff Yoder, fungerende associeret administrator for NASAs Science Mission Directorate i Washington. ”Dette er en spændende tid for NASA og exoplanet-forskning.”
Kilder: MIT, NASA
