Potenciálně obyvatelný, exoplanet s velikostí Země, může mít atmosféru, James Webb Telescope naznačuje
Nový výzkum využívající výkonný Jwst Telescope identifikoval planetu 41 světelných let, která může mít atmosféru. Planeta je uvnitř „obyvatelná zóna“Oblast kolem hvězdy, kde teploty umožňují existenci tekuté vody na povrchu skalnatého světa. To je důležité, protože voda je klíčovou složkou, která podporuje existenci života.
Pokud by byla potvrzena další pozorování, byla by to první skalnatá, obyvatelná zónová planeta, o které je také známo, že hostí atmosféru. Zjištění pocházejí ze dvou nový studie Publikováno v časopise Astrophysical Journal Letters.
Obyvatelná zóna je částečně definována rozsahem teplot generovaných teplem z hvězdy. Zóna se nachází ve vzdálenosti od své hvězdy, kde teploty nejsou příliš horké ani příliš chladné (vedou k tomu, že je občas přezdívána “Zóna Goldilocks“).
Ale exoplanety (světy obíhajícími hvězdami mimo naše sluneční soustava) schopné hostit kapalnou vodu často také potřebují atmosféru s dostatečnou skleníkový efekt. Efekt skleníku generuje další zahřívání v důsledku absorpce a emise z plynů v atmosféře a pomůže zabránit odpařování vody do vesmíru.
Spolu s mezinárodním týmem kolegů jsme vyškolili největší dalekohled ve vesmíru, NASA‚s JwstNa planetě zvané Trappist-1 e. Chtěli jsme zjistit, zda tento skalní svět, který leží v obyvatelné zóně její hvězdy, hostí atmosféru. Planeta je jednou z Sedm skalnatých světů známo, že obíhá malá, skvělá hvězda „červeného trpaslíka“ s názvem Trappist-1.
Rocky Exoplanety jsou všude v naší galaxii. Objev hojných skalnatých planet v roce 2010 od Kepler a Tess Space Telescopes má hluboké důsledky pro naše místo ve vesmíru.
Související: Vede nás dalekohled James Webb k mimozemskému životu? Vědci říkají, že se přibližujeme než kdy jindy.
Většina skalnatých exoplanetů, které jsme dosud našli Hvězdy červeného trpaslíkakteré jsou mnohem chladnější než Slunce (obvykle 2500 ° C/4 500 ° F, ve srovnání s 5 600 ° C/10 000 ° F). To není proto, že planety kolem Slunečních hvězd jsou vzácné, existují jen technické důvody, proč je snazší najít a studovat planety obíhajícími menšími hvězdami.
Červení trpaslíci také nabízejí mnoho výhod, když se snažíme měřit vlastnosti jejich planet. Protože hvězdy jsou chladnější, jejich obyvatelné zóny, kde jsou teploty příznivé pro kapalnou vodu, jsou ve srovnání s naší sluneční soustavou mnohem blíže, protože Slunce je mnohem teplejší. Jako takový rok na skalní planetu s teplotou Země To, že obíhá obíhající hvězdu červeného trpaslíka, může být ve srovnání s 365 dny Země jen několik dní až týden.
Metoda tranzitu
Jedním ze způsobů, jak detekovat exoplanety, je měřit mírné stmívání světla Když se planeta přenášínebo prochází před, jeho hvězdou. Protože planety obíhající červené trpaslíci trvají méně času na dokončení oběžné dráhy, astronomové mohou pozorovat více tranzitů v kratším čase, což usnadňuje shromažďování dat.
Během tranzitu mohou astronomové měřit absorpci z plynů v atmosféře planety (pokud ji má). Absorpce se týká procesu, při kterém určité plyny absorbují světlo na různých vlnových délkách, což mu brání v průchodu. To poskytuje vědcům způsob detekce, které plyny jsou přítomny v atmosféře.
Je důležité, čím menší je hvězda, tím větší je zlomek jeho světla blokován atmosférou planety během tranzitu. Červené trpaslíky jsou tedy jedním z nejlepších míst pro nás hledat atmosféry skalnatých exoplanet.
Systém TRAPPIST-1 se nachází v relativně blízké vzdálenosti 41 světelných let od Země, od svého objevu v roce 2016 přitahoval značnou pozornost. Tři planety, Trappist-1D, Trappist-1E a Trappist-1F (třetí, čtvrtá a pátá planeta z hvězdy) leží v obývací zóně.
Jwst provádí systematické vyhledávání Pro atmosféry na planetách TRAPPIST-1 od roku 2022. Výsledky pro tři nejvnitřnější planety, Trappist-1B, Trappist-1C a Trappist-1D ukazují na tyto světy, které jsou s největší pravděpodobností holé horniny s tenkými atmosférami v nejlepším případě. Ale planety dále, které jsou bombardovány menším zářením a energetickými světly z hvězdy, by však mohly mít atmosféry stále potenciálně.
Pozorovali jsme TRAPPIST-1E, planetu ve středu obyvatelné zóny hvězdy, s JWST při čtyřech samostatných příležitostech od Červen-říjen 2023. Okamžitě jsme si všimli, že naše data byla silně ovlivněna tím, co se nazývá „hvězdná kontaminace“ z horkých a studených aktivních oblastí (podobně jako sluneční skvrny) na TRAPPIST-1. To vyžadovalo pečlivou analýzu. Nakonec trvalo náš tým po dobu jednoho roku, než se dala prosincem a odlišila signál přicházející od hvězdy od signálu planety.
Vidíme Dvě možná vysvětlení za to, co se děje na TRAPPIST-1E. Nejzajímavější možností je, že planeta má tzv. Sekundární atmosféru obsahující těžké molekuly, jako je dusík a metan. Ale čtyři pozorování, která jsme získali, ještě nejsou dostatečně přesná, aby vyloučila alternativní vysvětlení planety holé skály bez atmosféry.
Pokud by TRAPPIST-1E skutečně měl atmosféru, bude to poprvé, kdy jsme našli atmosféru na skalnaté planetě v obyvatelné zóně jiné hvězdy.
Vzhledem k tomu, že TRAPPIST-1E leží pevně v obytné zóně, by silná atmosféra s dostatečným skleníkovým efektem mohla umožnit kapalnou vodu na povrchu planety. Abychom zjistili, zda je TRAPPIST-1E obytný, budeme muset měřit koncentrace skleníkových plynů, jako je oxid uhličitý a metan. Tato počáteční pozorování jsou důležitým krokem v tomto směru, ale bude třeba více pozorování s JWST, aby si bylo jisté, zda má TRAPPIST-1E atmosféru, a pokud ano, pro měření koncentrací těchto plynů.
Jak mluvíme, probíhá dalších 15 tranzitů TRAPPIST-1E a mělo by být dokončeno do konce roku 2025. Naše následná pozorování používají jinou pozorovací strategii, kde se zaměřujeme na po sobě jdoucí tranzity TRAPPIST-1B (což je holá hornina) a Trappist-1E. To nám umožní používat holé skálu k lepšímu „vystopování“ horkých a studených aktivních oblastí na hvězdě. Jakákoli přebytečná absorpce plynů pozorovaných pouze během tranzitů TRAPPIST-1E bude jedinečně způsobena atmosférou planety.
Během příštích dvou let bychom tedy měli mít mnohem lepší obrázek o tom, jak se TRAPPIST-1E ve srovnání s skalnatými planetami v naší sluneční soustavě.
Tento upravený článek je znovu publikován Konverzace Podle licence Creative Commons. Přečtěte si Původní článek.
