Planeta TRAPPIST-1e lepiej zbadana przez astronomów
Naukowcy wykorzystali Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, aby lepiej zbadać odległy świat niezwykle podobny do Ziemi, jakim jest planeta TRAPPIST-1e.
Spośród siedmiu planet wielkości Ziemi krążących wokół czerwonego karła oznaczonego jako TRAPPIST-1, jedna z nich szczególnie przyciągnęła uwagę naukowców. Świat ten orbituje w ekosferze – odległości od swojej gwiazdy macierzystej, w której teoretycznie możliwe jest występowanie wody w stanie ciekłym na jej powierzchni, pod warunkiem, że planeta posiada atmosferę. Co również teoretycznie mogłoby wskazywać na możliwość powstania życia.
W ramach nowych badań naukowcy, pod kierownictwem Sukrity Ranjana z University of Arizona, wykorzystali Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba do obserwacji układu TRAPPIST-1. Analizy pozwoliły lepiej poznać planety wchodzące w jego skład, w tym TRAPPIST-1e, która orbituje w strefie zamieszkiwalnej. Badania zostały opublikowane w czasopiśmie „The Astrophysical Journal Letters”
Astronomowie podkreślają, że obserwacje te pomogły lepiej poznać najbliższą potencjalnie podobną do Ziemi egzoplanetę, jednak wskazują, że potrzebne są dokładniejsze badania, które potwierdzą czy TRAPPIST-1e w ogóle ma atmosferę i czy ślady metanu wstępnie wykryte przez Teleskop Webba mogą wskazywać na jej istnienie, czy też mają swoje źródło w macierzystej gwieździe.
Układ TRAPPIST-1, nazwany tak od nazwy projektu badawczego, w ramach którego został odkryty – „Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope project”, znajduje się około 39 lat świetlnych od Ziemi i przypomina miniaturową wersję naszego Układu Słonecznego. Gwiazda i wszystkie jej planety zmieściłyby się w orbicie Merkurego, do tego światy te okrążają swojego gospodarza w zaledwie kilka dni według ziemskich standardów.
„Podstawowa teza dotycząca TRAPPIST-1e brzmi: jeśli ma atmosferę, to nadaje się do zamieszkania. Ale w tej chwili najważniejszym pytaniem jest – czy w ogóle ją ma” – mówi Sukrit Ranjan z University of Arizona.
Aby odpowiedzieć na to pytanie, naukowcy skierowali spektrograf Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) Teleskopu Webba na układ TRAPPIST, gdy planeta TRAPPIST-1e przechodziła przed swoją gwiazdą macierzystą. Podczas tranzytu światło gwiazd przechodzi przez atmosferę planet – jeśli taka istnieje – i jest częściowo absorbowane, co pozwala astronomom wywnioskować, jakie substancje chemiczne może ona zawierać. Z każdym kolejnym tranzytem badacze mogą coraz lepiej opisać zawartość atmosfery, ponieważ gromadzonych jest coraz więcej danych.
Cztery tranzyty TRAPPIST-1e zaobserwowane przez naukowców ujawniły ślady metanu. Jednak, ponieważ gwiazda macierzysta świata jest tak zwanym karłem typu M, około dziesięciokrotnie mniejszym od naszego Słońca i tylko nieznacznie większym od Jowisza, jej wyjątkowe właściwości wymagają szczególnej ostrożności przy interpretacji danych.
„Podczas gdy Słońce jest jasnym, żółtym karłem, TRAPPIST-1 jest ultra chłodnym czerwonym karłem, co oznacza, że jest znacznie mniejszy, chłodniejszy i słabszy od naszego Słońca. W rzeczywistości jest na tyle chłodny, że pozwala na występowanie cząsteczek gazu w jego atmosferze. Uchwyciliśmy ślady metanu, ale nie wiemy, czy pochodzą one z gwiazdy czy orbitującej ją planety” – zaznacza Sukrit Ranjan.
Aby się tego dowiedzieć, astronomowie przeprowadzili symulacje scenariuszy, w których planeta TRAPPIST-1e mogłaby mieć atmosferę bogatą w metan, i ocenili prawdopodobieństwo każdego z nich. W najbardziej prawdopodobna wersja spośród testowanych, zakładała, że świat przypominała bogaty w metan księżyc Saturna, Tytan. Jednak badania wykazały, że nawet ten scenariusz był bardzo mało prawdopodobny.
„Na podstawie naszych najnowszych obserwacji sugerujemy, że wcześniej zgłaszane wstępne wskazówki dotyczące atmosfery są raczej szumem pochodzącym od gwiazdy macierzystej. Nie oznacza to jednak, że TRAPPIST-1e nie ma atmosfery – po prostu potrzebujemy więcej danych” – podkreśla Sukrit Ranjan.
Badacze twierdzą, że chociaż Teleskop Webba rewolucjonizuje naukę o egzoplanetach, to nie został pierwotnie zaprojektowany do badania tak małych światów. Aby potwierdzić to czy planeta TRAPPIST-1e posiada atmosferę, astronomowie będą musieli przeprowadzić dalsze obserwacje, w tym również z pomocą planowanych dopiero misji takich jak Pandora, prowadzonej przez NASA, które zostały opracowane właśnie w tym celu.
Emil Gołoś
