Umelecký koncept svetov TRAPPIST-1 založený na dostupných údajoch o charakteristikách planét.
(Obrázok: © NASA / JPL-Caltech)
Najväčší zo svetov v systéme siedmich planét TRAPPIST-1 sa pýši atmosférou, ktorá sa vyvinula v priebehu času, a nie atmosférou, ktorá sa s ním vytvorila.
Z pozorovaní Hubbleovho vesmírneho teleskopu agentúry NASA vyplýva, že atmosféra planéty sa líši od vznikajúceho prostredia, čo znamená, že je to s najväčšou pravdepodobnosťou skalnatý svet podobný iným v systéme.
„Táto atmosféra nie je atmosféra, v ktorej sa narodila,“ uviedla pre agentúru Space.com Hannah Wakeford, výskumná pracovníčka z Space Telescope Science Institute v Baltimore v Marylande. Natálna atmosféra by bola bohatá na vodík, ktorý vedci nevidia. Namiesto toho „bol zmenený rôznymi procesmi,“ povedal Wakeford. Atmosférická a geologická aktivita mohla zohrávať významnú úlohu pri zmenách. [Exoplanetová prehliadka: Zoznámte sa so 7 planétami TRAPPIST-1 s veľkosťou Zeme]
Wakeford a jej kolegovia použili Hubbleov k štúdiu TRAPPIST-1 g, šiestej planéty od hviezdy. Skôr skúmali atmosféru prvých piatich planét, ktoré boli identifikované písmenami b až f, a zistili, že na všetkých piatich planétach chýba masívna vodíková atmosféra, ktorá naznačuje plynné giganty, čo ich zvyšuje na vyššiu pravdepodobnosť, že budú skalnaté. Ich predchádzajúca štúdia nebola dostatočne presná na to, aby určila, či TRAPPIST-1 g nesie svoju pôvodnú atmosféru.
„G bol posledný otáznik v tom,“ povedal Wakeford. „Rovnako ako jeho bratia a sestry, neobsahuje svoju prvotnú atmosféru. Má rozvinutú atmosféru.“
Výsledky predstavila v januári na zimnom stretnutí Americkej astronomickej spoločnosti v Seattli.
"Soľ a korenie"
V roku 2016 astronómovia na chilskom tranzitnom planéte a planetesimálnom malom ďalekohľadu (TRAPPIST) oznámili objav troch planét okolo hviezdy TRAPPIST-1. Za rok boli objavené ďalšie štyri svety, čím sa ich celkový počet zvýšil na sedem. Všetky planéty ležia v obývateľnej zóne svojej hviezdy, v oblasti, kde by tekutá voda mala byť schopná vydržať na povrchu planéty. TRAPPIST-1, vzdialený iba 40 svetelných rokov od Zeme, obsahuje najviac planét, o ktorých je známe, že sa nachádzajú v obývateľnej zóne jednej hviezdy.
TRAPPIST-1 g je najväčší na svete. Odhaduje sa, že ho umiestňuje približne na 1,1-násobok hmotnosti Zeme.
Ak sú planéty plynnými gigantmi, zachovali by si svoju pôvodnú atmosféru bohatú na vodík. Naopak, skalné svety majú silu zmeniť svoju atmosféru. Pohyb uhlíka môže zohrávať kľúčovú úlohu vo vyvíjajúcej sa atmosfére. Taviaca plášťová magma zachytáva uhlík pod povrchom. Keď sa magma pohybuje smerom k povrchu, znížený tlak umožňuje, aby uhlík unikal vo forme plynu. Na Zemi sa uväznený uhličitan uvoľňuje ako oxid uhličitý, skleníkový plyn, ktorý umožňuje našej planéte rásť teplejšie zachytením tepla zo slnka. Minulý výskum ukazuje, že svety ako Mars a Mesiac môžu tiež zachytávať materiál bohatý na uhlík, ako aj ďalšie prvky, a uvoľňovať ich do atmosféry v plynnej forme.
Známe tiež ako červení trpaslíci, M trpaslíci ako TRAPPIST-1 tvoria najvyššiu populáciu hviezd v galaxii. Niektoré štúdie naznačujú, že tri zo všetkých štyroch hviezd môžu byť trpaslíci M. Hviezdy s dlhou životnosťou sú chladnejšie a slabšie ako hviezdy podobné slnku, ale sú tiež neuveriteľne aktívne a vyživujú svoje planéty ožiarením silnými erupciami a erupciami. [Ako rozoznať jednotlivé typy hviezd (Infographic)]
Ich nízke teploty môžu tiež spôsobiť problémy pri hľadaní života. Trpaslíci s nízkou hmotnosťou M sa môžu v atmosfére pýšiť mrakmi a dokonca vodnými parami, podobne ako najväčšie planéty. Tieto molekuly môžu vytvárať falošné signály pre astronómov, ktorí sa snažia študovať atmosféru svetov, ktoré ich obiehajú.
Keď planéta prechádza medzi svojou hviezdou a Zemou, môžu astronómovia študovať prúdenie svetla cez svoju oblohu, aby odomkli niektoré tajomstvá planétovej atmosféry. Pretože oni nesú molekuly vody, môžu trpaslíci tento proces skomplikovať; môže byť ťažké určiť, či signály naznačujúce prítomnosť vody pochádzajú z planéty alebo hviezdy.
„Pretože hviezda obsahuje tieto vlastnosti, znamená to, že vykonávate merania, nemôžete si byť stopercentne istí, že to nie je hviezda, ktorú meriate,“ povedal Wakeford. „Musíte byť schopní vylúčiť prítomnosť a vplyv hviezdy na tieto planéty.“
Wakeford a jej kolegovia vyvinuli metódu odstránenia hviezdnej kontaminácie, aby pomohli vyriešiť neporiadok. Najprv vykonali hĺbkovú štúdiu TRAPPIST-1 a preskúmali, ako sa teplota hviezdy zmenila na rôznych miestach.
„Hviezda samotná je zmesou troch rôznych typov teplôt,“ povedal Wakeford. Hviezda je vo všeobecnosti pomerne chladná a tretina z nej je zakrytá na mierne teplejších miestach 2 726 stupňov Celzia (4 940 stupňov Fahrenheita). Menej ako 3 percentá hviezdy sú pokryté mimoriadne horúcimi bodmi pri teplote 5 526 ° C.
Je to preto, že TRAPPIST-1 je pokrytý hviezdnymi bodmi, ktoré podľa Wakeforda sú menšie a slabšie ako tie, ktoré sa nachádzajú na našom slnku.
„Distribúcia [škvŕn] je ako soľ a korenie - je všade na mieste a rovnomerne rozložená,“ povedal Wakeford.
Štúdiom hviezdy ako individuálnej planéty v jej systéme prechádzajúcom medzi ňou a Zemou mohli astronómovia skúmať, ako sa teplota hviezdy zmenila.
"Planétu môžeme skutočne použiť ako sondu teplotných vlastností hviezdy," uviedol Wakeford.
S touto informáciou v ruke astronómovia skúmali atmosféru planéty samotnej a boli si istí, že dokážu vysvetliť molekulárne signály prichádzajúce z hviezdy. Podarilo sa im vylúčiť veľkú nafúknutú vodíkovú atmosféru okolo g, ktorá by naznačovala, že ide skôr o plynový gigant, než o skalnatý svet, ktorého vzduch sa zmenil geologickými a atmosférickými procesmi.
„To skutočne vedie k skutočnej pozemskej povahe tejto planéty,“ povedal Wakeford.
Tím tiež použil ich merania na výpočet polomeru planéty na 1,124-násobku polomeru Zeme, čo mu dalo hustotu tesne pod planétou našej planéty. To pasuje pevne na TRAPPIST-1 g: Je to skalnatý svet.
So šiestimi planétami z cesty astronómovia dúfajú, že obrátia svoju pozornosť na siedmy a posledný objekt, TRAPPIST-1 h. Plánujú študovať planétu v lete roku 2019.
„Bude skutočne vzrušujúce znovu použiť túto metódu, nielen aby sme videli, z čoho planéta vyplynula, ale aby sme zistili, ako sa hviezda mení a ovplyvňuje túto planétu,“ povedal Wakeford.
Proces, ktorý vyvinuli na oddelenie kontaminácie vodnými parami od TRAPPIST-1, sa okrem toho mohol použiť aj na pozorovania iných M trpaslíkov.
Výskum bol uverejnený koncom roka 2018 v Astronomickom časopise.
