To napětí nás zabíjí. Další planeta v systému TRAPPIST dostane ošetření JWST

Systém TRAPPIST-1 je nejvíce vzrušující skupinou exoplanet, jaké kdy astronomové objevili. Systém obsahuje sedm kamenných planet obíhajících kolem velmi chladného červeného trpaslíka asi 40 světelných let od Země. Mnoho planet se nachází v obyvatelné zóně hvězdy.

Díky schopnosti vesmírného dalekohledu Jamese Webba detekovat a studovat atmosféry vzdálených planet obíhajících kolem jiných hvězd byla data o planetách TRAPPIST vysoce očekávaná. Nyní astronomové zveřejnili podrobné informace o druhé planetě TRAPPIST-1 c, která má být světem podobným Venuši. Na rozdíl od Venuše se JWST nepodařilo detekovat žádnou stopu husté atmosféry oxidu uhličitého.

„Byl jsem trochu smutný, že jsme neviděli hustou atmosféru oxidu uhličitého, ale hlavně mě udivuje, že JWST dokáže takové signály vůbec detekovat.“ Dr. Laura Kreidberg na Twitteru. Je ředitelkou APEx (Exoplanet Atmospheric Physics) na Max Planck Institute for Astronomy v Německu a spoluautorkou Nový článek zveřejněný dnes v časopise Nature. „Opravdu vstupujeme do éry charakterizace skalnatých exoplanet!… Tato planeta má stejnou velikost a záření jako Venuše, ale její atmosféra *není* jako Venuše. Může to být řídká atmosféra bez velkého množství CO2, nebo může být holá skála Jako T1b [TRAPPIST 1 b]. „

V březnu 2023 astronomové sdíleli data JWST o TRAPPIST-1 b, nejvnitřnější planetě. Jeho oběžná vzdálenost je asi jedna setina orbitální vzdálenosti Země, a proto se nenachází v obyvatelné zóně systému. JWST nezjistil vůbec žádnou atmosféru, což bylo neočekávané kvůli pekelným podmínkám, kdy byli tak blízko hvězdy.

Všechny planety v systému TRAPPIST-1 byly dříve pozorovány pomocí kosmických dalekohledů Hubble a Spitzer a dosud nebyly detekovány žádné atmosférické útvary. Astronomové však přesto nemohli tuto možnost vyloučit. Díky infračerveným schopnostem JWST má schopnost detekovat „těžké“ molekuly, jako je oxid uhličitý, kyslík a metan, a tak má schopnost určit, zda mají planety TRAPPIST-1 atmosféru, a pokud ano, jakou jsou vyrobeny z..

TRAPPIST-1 c, který obíhá svou hvězdu ve vzdálenosti 0,016 AU (asi 2,4 milionu kilometrů, 1,5 milionu mil), dokončí jeden oběh za pouhých 2,42 pozemského dne. TRAPPIST-1 c je o něco větší než Země, ale má přibližně stejnou hustotu, což naznačuje, že musí mít kamenité složení. Měření JWST 15mikrometrového středního infračerveného světla emitovaného TRAPPIST-1c ukazuje, že planeta má buď odkrytý skalnatý povrch, nebo velmi tenkou atmosféru oxidu uhličitého.

„Chceme vědět, zda kamenné planety mají atmosféru,“ řekl Sebastien Zeba, postgraduální student Maxe Plancka a první autor nového článku. V tiskové zprávě NASA. V minulosti jsme mohli studovat pouze planety s hustou atmosférou bohatou na vodík. S Webbem můžeme konečně začít hledat atmosféry, kterým dominuje kyslík, dusík a oxid uhličitý.“

Zieba a jeho tým použili MIRI (středně infračervený přístroj JWST) k pozorování systému TRAPPIST-1 při čtyřech různých příležitostech (27. a 30. října a 6. a 30. listopadu 2022), když se planeta 1c pohybovala za hvězdou, fenomén známý jako druhotné zatmění.. Porovnáním jasu, když je planeta za hvězdou (pouze světlo hvězdy) s jasem, když je planeta vedle hvězdy (světlo z hvězdy a planety dohromady), byl tým schopen vypočítat množství středního infračerveného světla při 15mikronové vlnové délky, které planeta vyzařuje.

Řekla NASA Množství středního infračerveného světla vyzařovaného planetou přímo souvisí s její teplotou, kterou zase ovlivňuje atmosféra. Oxid uhličitý přednostně absorbuje 15mikronové světlo, díky čemuž se planeta při této vlnové délce jeví slabší. Mraky však mohou odrážet světlo, takže planeta vypadá jasnější a maskuje přítomnost oxidu uhličitého.

Kromě toho by vnitřní atmosféra jakékoli konfigurace redistribuovala teplo z denní strany na noční stranu, což by způsobilo, že teplota na denní straně by byla nižší, než by byla bez atmosféry. Protože TRAPPIST-1 c obíhá tak blízko své hvězdy – asi 1/50 vzdálenosti mezi Venuší a Sluncem – má se za to, že je slapově uzamčen, s jednou stranou v věčném denním světle a druhou v nekonečné tmě.

„Naše výsledky jsou v souladu s tím, že planeta je holá skála bez atmosféry nebo planeta s velmi tenkou atmosférou oxidu uhličitého (tenčí než atmosféra na Zemi nebo dokonce na Marsu) bez mraků,“ řekl Ziba. „Kdyby měla planeta hustou atmosféru oxidu uhličitého, pozorovali bychom opravdu mělká sekundární zatmění, nebo žádná zatmění. Je to proto, že oxid uhličitý by absorboval všech 15 mikronů světla, takže bychom nezaznamenali žádné světlo přicházející z planetu.“

v jejich novinách, Tým uvedl, že „absence těžkých, CO₂– Bohatá atmosféra na TRAPPIST-1? c označuje špatnou, relativně nestálou historii formování… Pokud se všechny planety v systému vytvořily stejným způsobem, znamená to omezenou zásobu těkavých látek pro potenciálně obyvatelné planety v systému. “

Kreidberg uvedl na Twitteru Množství vody při vzniku TRAPPIST-1c by bylo menší než 10 pozemských oceánů. „To může naznačovat vzorec formování planet, který není příliš bohatý na vodu (ačkoli to nezaručuje, že c bude podobným způsobem jako exoplanety),“ řekla.

Později v tomto roce, uvedla NASA, vědci provedou následnou sondu, aby pozorovali úplné oběžné dráhy motorů TRAPPIST-1b a TRAPPIST-1c. To by umožnilo vidět, jak se teploty mění z denní na noční stranu dvou planet, a poskytlo by to více omezení, zda mají nebo nemají atmosféru. Kromě toho budou také pozorovány další planety TRAPPIST-1. Takže zůstaňte naladěni na nadcházející vzrušující vydání dat.