Noi cercetări folosind cei puternici JWST Telescop a identificat o planetă la 41 de ani lumină, care poate avea o atmosferă. Planeta se află în interiorul „Zona locuibilă”regiunea din jurul unei stele în care temperaturile fac posibilă să existe apă lichidă pe suprafața unei lumi stâncoase. Acest lucru este important, deoarece apa este un ingredient cheie care susține existența vieții.
Dacă ar fi confirmat de alte observații, aceasta ar fi prima planetă de zonă stâncoasă, locuibilă, care este cunoscută și pentru a găzdui o atmosferă. Constatările provin de la două nou Studii Publicat în revista Astrophysical Journal.
Zona locuibilă este parțial definită de gama de temperaturi generate de căldura de la stea. Zona este situată la o distanță de steaua sa, unde temperaturile nu sunt nici prea fierbinți, nici prea reci (ceea ce duce la poreclirea ocazional “Zona Goldilocks“).
Dar exoplanetele (stelele orbite ale lumilor în afara noastră Sistem solar) capabil să găzduiască apă lichidă, de asemenea, are nevoie și de o atmosferă cu un suficient efect de seră. Efectul de seră generează încălzire suplimentară datorită absorbției și emisiilor din gazele din atmosferă și va ajuta la prevenirea evaporării apei în spațiu.
Împreună cu o echipă internațională de colegi, am antrenat cel mai mare telescop din spațiu, NASA‘s Jwstpe o planetă numită Trappist-1 e. Am vrut să stabilim dacă această lume stâncoasă, care se află în zona locuibilă a vedetei sale, găzduiește o atmosferă. Planeta este una dintre Șapte lumi stâncoase Cunoscut pentru a orbita o mică stea „pitică roșie”, numită Trappist-1.
Rocky exoplanete sunt peste tot în galaxia noastră. Descoperirea planetelor stâncoase abundente în anii 2010 de către telescoapele spațiale Kepler și Tess are implicații profunde pentru locul nostru în univers.
Majoritatea exoplanetelor stâncoase pe care le -am găsit până acum stele pitice roșiicare sunt mult mai reci decât soarele (de obicei 2500 ° C/4.500 ° F, comparativ cu 5.600 ° C/10.000 ° F). Acest lucru nu se datorează faptului că planetele din jurul stelelor asemănătoare soarelui sunt rare, există doar motive tehnice pentru care este mai ușor să găsești și să studiezi planetele care orbitează stele mai mici.
Pitici roșii oferă, de asemenea, multe avantaje atunci când căutăm să măsurăm proprietățile planetelor lor. Deoarece stelele sunt mai reci, zonele lor locuibile, unde temperaturile sunt favorabile apei lichide, sunt amplasate mult mai aproape în comparație cu sistemul nostru solar, deoarece Soare este mult mai fierbinte. Ca atare, un an pentru o planetă stâncoasă cu temperatura de Pământ Acest lucru orbitează o stea pitică roșie poate fi doar câteva zile până la o săptămână în comparație cu cele 365 de zile ale Pământului.
Metoda de tranzit
O modalitate de a detecta exoplanetele este de a măsura ușoară întunecare a luminii Când planeta tranziteazăsau trece în fața, steaua ei. Deoarece planetele care orbitează pitici roșii au mai puțin timp pentru a finaliza o orbită, astronomii pot observa mai multe tranzite într -un spațiu mai scurt, ceea ce face mai ușor să adune date.
În timpul unui tranzit, astronomii pot măsura absorbția de la gazele din atmosfera planetei (dacă are una). Absorbția se referă la procesul prin care anumite gaze absoarbe lumina la diferite lungimi de undă, împiedicându -l să treacă. Acest lucru oferă oamenilor de știință un mod de a detecta ce gaze sunt prezente într -o atmosferă.
În mod crucial, cu cât steaua este mai mică, cu atât fracția din lumina sa este blocată de atmosfera unei planete în timpul tranzitului. Așadar, stelele pitice roșii sunt unul dintre cele mai bune locuri pentru a căuta atmosferele exoplanetelor stâncoase.
Situat la o distanță relativ apropiată de 41 de ani lumină de Pământ, sistemul Trappist-1 a atras o atenție semnificativă de la descoperirea sa în 2016. Trei dintre planete, Trappist-1D, Trappist-1E și Trappist-1F (a treia, a patra și a cincea planete de stea) se află în zona locuibilă.
Jwst a condus o căutare sistematică Pentru atmosfere de pe planetele Trappist-1 din 2022. Rezultatele pentru cele trei planete cele mai interioare, Trappist-1B, Trappist-1C și Trappist-1D, indică aceste lumi, cel mai probabil, fiind roci goale cu atmosfere subțiri în cel mai bun caz. Dar planetele mai departe, care sunt bombardate cu radiații mai puține și flăcări energetice din stea, ar putea încă să posede atmosfere.
Am observat Trappist-1E, planeta din centrul zonei locuibile a stelei, cu JWST în patru ocazii separate de Iunie-octombrie 2023. Am observat imediat că datele noastre au fost puternic afectate de ceea ce este cunoscut sub numele de „contaminare stelară” din regiunile active calde și reci (similar cu petele solare) pe Trappist-1. Aceasta a necesitat o analiză atentă pentru a face față. În cele din urmă, a fost nevoie de echipa noastră de peste un an pentru a trece prin date și a distinge semnalul venind de stea de cea a planetei.
Vedem Două explicații posibile Pentru ceea ce se întâmplă la Trappist-1E. Cea mai interesantă posibilitate este ca planeta să aibă o așa-numită atmosferă secundară care conține molecule grele, cum ar fi azot și metan. Dar cele patru observații pe care le -am obținut nu sunt încă suficient de precise pentru a exclude explicația alternativă a planetei fiind o rocă goală, fără atmosferă.
În cazul în care Trappist-1e ar avea într-adevăr o atmosferă, va fi prima dată când vom găsi o atmosferă pe o planetă stâncoasă din zona locuibilă a unei alte stele.
Deoarece Trappist-1E se află ferm în zona locuibilă, o atmosferă groasă cu un efect de seră suficient ar putea permite apă lichidă pe suprafața planetei. Pentru a stabili dacă Trappist-1E este sau nu locuibil, va trebui să măsurăm concentrațiile de gaze cu efect de seră precum dioxidul de carbon și metan. Aceste observații inițiale sunt un pas important în această direcție, dar vor fi necesare mai multe observații cu JWST pentru a fi siguri dacă Trappist-1E are o atmosferă și, dacă da, pentru a măsura concentrațiile acestor gaze.
După cum vorbim, sunt în curs de desfășurare încă 15 tranzite de trappist-1E și ar trebui să fie complete până la sfârșitul anului 2025. Observațiile noastre de urmărire folosesc o strategie de observare diferită în care vizăm tranzitele consecutive de trappist-1b (care este o rocă goală) și trappist-1e. Acest lucru ne va permite să folosim roca goală pentru a „urmări” mai bine regiunile active și reci active de pe stea. Orice absorbție excesivă a gazelor observate doar în timpul tranzitelor lui Trappist-1E va fi cauzată în mod unic de atmosfera planetei.
Așadar, în următorii doi ani, ar trebui să avem o imagine mult mai bună despre modul în care Trappist-1e se compară cu planetele stâncoase din sistemul nostru solar.
Acest articol editat este republicat din Conversația sub licență Creative Commons. Citiți Articol original.