Napätie nás zabíja. Ďalšia planéta v systéme TRAPPIST dostane ošetrenie JWST

Systém TRAPPIST-1 je jednoducho najzaujímavejšia zbierka exoplanét, akú kedy astronómovia objavili. Systém pozostáva zo siedmich kamenných planét obiehajúcich okolo superchladného červeného trpaslíka vo vzdialenosti 40 svetelných rokov od Zeme. Mnohé planéty sú v obývateľnej zóne hviezdy.

Vďaka schopnosti vesmírneho teleskopu Jamesa Webba detekovať a študovať atmosféry vzdialených planét obiehajúcich okolo iných hviezd sú planetárne údaje TRAPPIST veľmi očakávané. Astronómovia teraz zverejnili podrobné informácie o ďalšej planéte TRAPPIST-1 c, o ktorej sa predpokladá, že je to svet podobný Venuši. Na rozdiel od Venuše sa však JWST nepodarilo odhaliť žiadnu stopu hustej atmosféry oxidu uhličitého.

„Bol som trochu smutný, že sme nevideli hustú atmosféru CO2, ale väčšinou ma udivuje, že JWST dokáže detekovať takéto signály,“ povedal. Dr Laura Kreidberg, na Twitteri. Je riaditeľkou APEX (Atmospheric Physics of Exoplanets) na Inštitúte Maxa Plancka pre astronómiu v Nemecku a je spoluautorkou a. Nový článok uverejnený dnes v Nature. „Naozaj vstupujeme do éry charakterizácie skalných exoplanét! … Táto planéta má približne rovnakú veľkosť a žiarenie ako Venuša, ale *nemá* atmosféru ako Venuša. Môže to byť tenká atmosféra bez veľkého množstva CO2.“ “ môže byť alebo môže byť holá skala ako T1b [TRAPPIST 1 b],

V marci 2023 astronómovia zdieľali údaje JWST o najvnútornejšej planéte TRAPPIST-1 b. Jeho obežná vzdialenosť je asi jedna stotina vzdialenosti Zeme, a preto sa nenachádza v obývateľnej zóne systému. JWST nezistil vôbec žiadnu atmosféru, čo nebolo neočakávané vzhľadom na pekelné podmienky tak blízko k hviezde.

Všetky planéty v systéme TRAPPIST-1 boli predtým pozorované pomocou Hubbleovho a Spitzerovho vesmírneho teleskopu a zatiaľ neboli zistené žiadne atmosférické prvky. Astronómovia však stále nedokázali túto možnosť vylúčiť. Vďaka infračerveným schopnostiam JWST má schopnosť detekovať „ťažké“ molekuly, ako je oxid uhličitý, kyslík a metán, a preto má potenciál určiť, či planéty TRAPPIST-1 majú atmosféru, a ak áno, z čoho sú vyrobené. .

TRAPPIST-1 c obieha okolo svojej hviezdy vo vzdialenosti 0,016 AU (asi 2,4 milióna km, 1,5 milióna míľ), pričom jeden obeh dokončí len za 2,42 pozemského dňa. TRAPPIST-1c je o niečo väčší ako Zem, ale má takmer rovnakú hustotu, čo naznačuje, že musí mať skalnaté zloženie. Merania JWST 15-mikrónového stredného infračerveného svetla vyžarovaného TRAPPIST-1c naznačujú, že planéta má buď holý skalnatý povrch, alebo veľmi tenkú atmosféru oxidu uhličitého.

„Chceme vedieť, či kamenné planéty majú atmosféru,“ povedal Sebastian Zeiba, postgraduálny študent Maxa Plancka a prvý autor nového článku. V tlačovej správe NASA. „V minulosti sme skutočne mohli študovať len planéty s hustou atmosférou bohatou na vodík. S Webbom môžeme konečne začať skúmať atmosféry, v ktorých dominuje kyslík, dusík a oxid uhličitý.“

Ziba a tím použili MIRI (stredný infračervený prístroj JWST) na pozorovanie systému TRAPPIST-1 pri štyroch rôznych príležitostiach (27. a 30. októbra a 6. a 30. novembra 2022), keď sa planéta 1c dostala za hviezdu, čo je udalosť. známe ako sekundárne zatmenie. Porovnaním jasu, keď je planéta za hviezdou (iba hviezdne svetlo) s jasom, keď je planéta vedľa hviezdy (svetlo z hviezdy a planéty spolu), bol tím schopný vypočítať množstvo stredného infračerveného svetla pozdĺž hviezdy. vlnová dĺžka Thi 15 mikrónov boli dané podľa dňa planéty.

Povedala NASA že množstvo stredného infračerveného svetla vyžarovaného planétou priamo súvisí s jej teplotou, ktorú zasa ovplyvňuje atmosféra. Plynný oxid uhličitý prednostne absorbuje 15-mikrónové svetlo, vďaka čomu sa planéta pri tejto vlnovej dĺžke javí ako slabá. Oblaky však môžu odrážať svetlo, vďaka čomu sa planéta javí jasnejšia a skrýva prítomnosť oxidu uhličitého.

Okrem toho podstatná atmosféra akéhokoľvek zloženia prerozdelí teplo z dňa do noci, čím bude denná teplota nižšia ako teplota bez atmosféry. Pretože TRAPPIST-1 c obieha tak blízko svojej hviezdy – asi 1/50 vzdialenosti medzi Venušou a Slnkom – predpokladá sa, že je na jednej strane viazaný denným svetlom a na druhej nekonečnou tmou.

„Naše výsledky sú v súlade s tým, či je planéta holá skala bez atmosféry alebo skutočne tenká CO2 atmosféra (tenšia ako Zem alebo Mars) bez mrakov,“ povedal Ziba. „Ak by mala planéta hustú atmosféru CO2, videli by sme naozaj plytké sekundárne zatmenie, alebo žiadne. Je to preto, že CO2 by absorbovalo celé 15-mikrónové svetlo, takže by sme nevideli žiadne svetlo prichádzajúce z planéty.“ Nebude možné zistiť.

V jeho novinách Tím poznamenal, že „neprítomnosť silného CO₂Bohatá atmosféra na TRAPPIST-1?c naznačuje relatívne volatilnú a chudobnú históriu formovania… Ak by sa všetky planéty v systéme vytvorili rovnakým spôsobom, znamenalo by to len obmedzené zásoby prchavých látok pre potenciálne obývateľné planéty v systéme.

Kreidberg uviedol na Twitteri Že množstvo vody, keď sa vytvorí TRAPPIST-1c, bude menšie ako 10 pozemských oceánov. „To by naznačovalo spôsob formovania planét, ktorý nie je extrémne bohatý na vodu (hoci neexistuje žiadna záruka, že C vznikol rovnakým spôsobom ako vonkajšie planéty),“ povedal.

NASA uviedla, že neskôr v tomto roku výskumníci vykonajú následnú sondu na pozorovanie dokončených obežných dráh TRAPPIST-1b a TRAPPIST-1c. To umožní vidieť, ako sa teplota oboch planét mení zo dňa na noc, a poskytne ďalšie obmedzenia týkajúce sa toho, či majú atmosféru. Okrem toho budú pozorované aj ďalšie planéty TRAPPIST-1. Takže zostaňte naladení na ďalšie vzrušujúce vydanie údajov.