A művész koncepciója a TRAPPIST-1 világokról, a bolygók jellemzőiről rendelkezésre álló adatok alapján.
(Kép: © NASA / JPL-Caltech)
A hét bolygó TRAPPIST-1 rendszerében lévõ világok legnagyobb atmoszférája büszkélkedhet az idõben kialakult helyett annak, amelyik vele kialakult.
A NASA Hubble Űrtávcsőjével végzett megfigyelések azt mutatják, hogy a bolygó légköre különbözik a kialakuló környezetétől, vagyis valószínűleg egy sziklás világ, hasonló a rendszer többi részéhez.
"Nem ebben a légkörben született" - mondta Hannah Wakeford, a Maryland-i Baltimore-i Űrtávcső Tudományos Intézetének kutatója a Space.com-nak. A születési atmoszféra hidrogénben gazdag lenne, amit a kutatók nem látnak. Ehelyett "ezt különböző folyamatok változtatják meg" - mondta Wakeford. A légköri és a geológiai aktivitás jelentős szerepet játszhatott a változásokban. [Exoplanet túra: Ismerkedjen meg a TRAPPIST-1 7 föld méretű bolygójával]
Wakeford és kollégái a Hubble segítségével a csillagból hatodik bolygót, a TRAPPIST-1 g-t tanulmányozták. Korábban vizsgálták az első öt bolygó légkörét, amelyet b – f betűk jelöltek, és azt találták, hogy mind az öt bolygón hiányzik a hatalmas hidrogén-légkör, amely a gáz óriásokra utal, így valószínűbb, hogy sziklás. Korábbi tanulmányuk nem volt elég pontos ahhoz, hogy meghatározhassák, vajon a TRAPPIST-1 g eredeti légköre-e vagy sem.
"G volt az utolsó kérdőjel ebben" - mondta Wakeford. "Csakúgy, mint a testvérei, nem tartalmazza az ősi hangulatát. Kidolgozott légköre van."
Januárban bemutatta az eredményeket az amerikai csillagászati társaság téli ülésén Seattle-ben.
"Só, bors"
2016-ban a chilei átmeneti bolygók és a Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST) csillagászai bejelentették, hogy három bolygót fedeznek fel a TRAPPIST-1 homályos csillag körül. Egy éven belül további négy világot fedeztek fel, ezek száma hétre nőtt. Az összes bolygó a csillag lakhatósági zónájában helyezkedik el, abban a régióban, ahol a folyékony víznek képes maradni a bolygó felszínén. Mindössze 40 fényévnyire a Földtől, a TRAPPIST-1 tartalmazza a legtöbb bolygót, amelyről ismert, hogy egyetlen csillag lakható övezetében fekszik.
A TRAPPIST-1 g a világ legnagyobb darabja, becslések szerint a Föld tömegének körülbelül 1,1-szerese.
Ha a bolygók gáz óriások, akkor megtartanák eredeti, hidrogénben gazdag légkörüket. Ezzel szemben a sziklás világok megváltoztathatják a légkörüket. A szén mozgása kulcsszerepet játszhat a fejlődő légkörben. Az olvadó köpenymaga csapdába esik a szén a felület alatt. Ahogy a magma a felület felé mozog, a csökkentett nyomás lehetővé teszi a szén számára, hogy gáz formájában távozzon. A Földön a csapdába esett karbonát széndioxid formájában szabadul fel, amely üvegházhatást okozó gáz, amely lehetővé teszi bolygónk számára, hogy melegebbé váljon a nap hőjének csapdájával. A múltbéli kutatások azt mutatják, hogy a Mars és a Hold olyan világok is befoghatják a szénben gazdag anyagokat, valamint más elemeket, és gáz halmazállapotban engedhetik őket a légkörbe.
Vörös törpékként is ismert M törpék, mint például a TRAPPIST-1, a csillagok legnagyobb népességét alkotják a galaxisban. Egyes tanulmányok szerint minden négy csillag közül három lehet M törpe. A hosszú életű csillagok hűvösebbek és tompabbak, mint a napszerű csillagok, de hihetetlenül aktívak is, és bolygóikat sugárzásnak vetik alá, amelyet erős fáklyák és kitörések okoznak. [Hogyan lehet megkülönböztetni a csillagtípusokat (infographic)]
Hűvös hőmérsékleteik is problémákat okozhatnak az élet keresésében. Az alacsony tömegű M törpék felhőkkel és akár vízgőzzel is büszkélkedhetnek a légkörükben, hasonlóan a legnagyobb bolygókhoz. Ezek a molekulák hamis jeleket hozhatnak a csillagászok számára, akik megpróbálják tanulmányozni az őket keringő világok légkörét.
Ahogy a bolygó áthalad a csillag és a Föld között, a csillagászok megvizsgálhatják az égbolton átáramló fényt, hogy felszabadítsák a bolygó atmoszférájának néhány rejtélyét. Mivel vízmolekulákat hordoznak, az M törpék megkönnyíthetik a folyamatot; nehéz lehet meghatározni, hogy a víz jelenlétére utaló jelek a bolygóról vagy a csillagból származnak-e.
"Mivel a csillagnak ezek a tulajdonságai vannak, ez azt jelenti, hogy Ön elvégzi a méréseket, és nem lehet 100% -ban biztos, hogy nem a csillagot mérte," mondta Wakeford. "Ki kell tudnia zárni a csillag jelenlétét és hatását ezekre a bolygókra."
A rendetlenség rendezésének elősegítésére Wakeford és kollégái kidolgoztak egy módszert a csillagszennyezés eltávolítására. Először mélyreható tanulmányt végeztek a TRAPPIST-1-ről, megvizsgálva, hogy a csillag hőmérséklete hogyan változott különböző helyszíneken.
"Maga a csillag három különféle hőmérséklet-keverék keveréke" - mondta Wakeford. A csillag általában viszonylag hűvös, egyharmadát enyhén melegebb, 2726 Celsius fokos (4 940 Fahrenheit fok) fénnyel borítja. A csillag kevesebb, mint 3% -át rendkívül forró pontok borítják, 5526 C (9,980 F) hőmérsékleten.
Ennek oka az, hogy a TRAPPIST-1-t olyan csillagfoltok borítják, amelyek szerint Wakeford kisebb és tompább, mint a mi napfényünk.
"A [foltok] eloszlása olyan, mint a só és a bors - csak a helyszínen foltos és egyenletesen eloszlik" - mondta Wakeford.
A csillag mint a rendszer és a Föld közötti átmeneti rendszer egyedüli bolygójának tanulmányozásával a csillagászok meg tudták vizsgálni, hogy a csillag hőmérséklete hogyan változott.
"Valójában felhasználhatjuk a bolygót a csillag hőmérsékleti tulajdonságainak szondaként" - mondta Wakeford.
Ezzel a kezével az csillagászok megvizsgálták maga a bolygó légkörét, bízva abban, hogy tudják-e megismerni a csillagból származó molekuláris jeleket. Képesek voltak kizárni a g körüli nagy, puffadt hidrogén atmoszférát, ami azt sugallta, hogy inkább egy gáz óriás, mint egy sziklás világ, amelynek levegőjét geológiai és légköri folyamatok változtatják meg.
"Ez valóban a bolygó valódi földi természetéhez vezet" - mondta Wakeford.
A csapat mérései segítségével kiszámította a bolygó sugarat a Föld sugara 1,124-szeresekor, sűrűséget adva közvetlenül a bolygónk alatt. Ez jól illeszkedik a TRAPPIST-1 g-hez: sziklás világ.
Ha hat bolygó nincs útból, a csillagászok remélik, hogy figyelmüket a hetedik és az utolsó tárgyra, a TRAPPIST-1 órára fordítják. 2019 nyarán tervezik a bolygó tanulmányozását.
"Nagyon izgalmas lesz újra alkalmazni ezt a módszert, nem csak annak megfigyelésére, hogy miből készül a bolygó, hanem annak megfigyelésére is, hogy a csillag hogyan változik és befolyásolja ezt a bolygót" - mondta Wakeford.
Ezenkívül a vízpáraszennyezés és a TRAPPIST-1 elválasztására kifejlesztett eljárás alkalmazható más M törpék megfigyelésére is.
A kutatást 2018 végén tették közzé az Astronomical Journal-ban.
