Mraky pro některé exoplanety TRAPPIST-1 o velikosti Země

Umělcova koncepce jednoho z exoplanetů TRAPPIST-1. Nová studie stanoví limity toho, jaké druhy zákalů nebo mraků jsou v atmosféře těchto zajímavých, relativně blízkých světů velikosti Země. Obrázek přes ESO / M. Kornmessere.

Pomozte EarthSky dál! Darujte, co můžete, naší každoroční kampani na financování davu.

TRAPPIST-1 je jedním z nejzajímavějších známých exoplanetárních systémů. Před dvěma lety bylo zjištěno, že se skládá z červené trpasličí hvězdy se sedmi planetami Země obíhajícími kolem. I když víme, že planety existují, stále existuje mnoho astronomů, kteří ještě nevědí, jaké jsou skutečné podmínky v těchto vzdálených světech. Důležitá otázka se týká jejich atmosféry. Jsou to zamračené světy s počasím, jako je Země? Jsou zcela zakalené jako Venuše? Nebo je jejich atmosféra jasná?

Nová studie vedená Sarah Moran na Johns Hopkins University naznačuje, že alespoň některé planety pravděpodobně mají zakalenou nebo zakalenou atmosféru a alespoň jedna může mít čistou vodíkovou atmosféru. Recenzovaná práce byla publikována v The Astronomical Journal 9. listopadu 2018.

Nedávná pozorování z Hubbleova kosmického dalekohledu ukázala, že některé planety ve svých atmosférách utlumily spektrální prvky, které by mohly naznačovat mraky nebo opar. Nová studie se snaží omezit tato pozorování, aby se dále určilo, jaké jsou atmosféry na světech TRAPPIST-1. Jak je uvedeno v článku:

Planetární systém TRAPPIST-1 je vynikajícím kandidátem pro studium vývoje a obývatelnosti planet hostovaných M-trpaslíky. Pozorování transmisní spektroskopie provedená v systému pomocí Hubbleovho vesmírného dalekohledu (HST) naznačují, že nejvnitřnějších pět planet nemá čistou vodíkovou atmosféru.

Umělcova koncepce planetárního systému TRAPPIST-1, která obsahuje 7 světů velikosti Země blízko hvězdy. Obrázek přes NASA / JPL-Caltech.

Vědci používají transmisní spektroskopii - neboli absorpční spektroskopii -, ve které analyzují spektrální čáry ve světle, které se filtruje atmosférou planety, když planeta přechází nebo přechází před hostitelskou hvězdou. Zaměřili se na TRAPPIST-1 d, e, f a g, porovnali nové počítačové modely se spektrálními daty z Hubble. To jim umožňuje dozvědět se více o možných zákalech nebo oblacích, jejich metalitách a výškách možných mrakodrapů.

A je tu ještě jeden důležitý krok. Výsledky pak porovnávají s nedávnými laboratorními experimenty astrofyziky, které studují tvorbu zákalů za různých planetárních teplot a atmosférických složení. Provedením tohoto posledního kroku se vědci mohou ujistit, že jejich limity jsou fyzicky realistické.

Výsledky ukázaly, že TRAPPIST-1 d, e a f mají s největší pravděpodobností zakalené nebo zakalené atmosféry, které se nadále vyvíjely i poté, co se planeta poprvé vytvořila (tzv. Sekundární atmosféry). TRAPPIST-1 g může s větší pravděpodobností mít pravou čistou vodíkovou atmosféru - vytvořenou během formování samotné planety a od té doby relativně nezměněno. To se může vztahovat také na TRAPPIST-1 f, ale výsledky jsou v tomto bodě stále interpretovatelné. Z příspěvku:

Naše výsledky naznačují sekundární atmosféru bohatou na těkavé látky pro vnější planety TRAPPIST-1 d, e a f.

Umělcova koncepce TRAPPIST-1 e, o které se předpokládá, že má atmosféru s vysokými nadmořskými mraky. Vědci si nyní také myslí, že má železné jádro a že je nejpravděpodobnější ze sedmi planet mít vodu na svém povrchu, možná dokonce i v oceánech. Obrázek přes NASA / JPL-Caltech.

Z příspěvku:

U TRAPPIST-1 g nemůžeme vyloučit čistou atmosféru bohatou na vodík. Modelovali jsme také účinky neprůhledné cloudové paluby a podstatného obsahu těžkých prvků na přenosová spektra. Zjistili jsme, že atmosféra bohatá na vodík s oblaky vysoké nadmořské výšky, při tlaku 12 mbar a nižším, jsou v souladu s pozorováním HST pro TRAPPIST-1 d a e. U TRAPPIST-1 fag nemůžeme vyloučit jasné případy bohaté na vodík s vysokou důvěrou.

Zákal v atmosféře exoplanet může ztěžovat studium složení samotných planet. Mlha však také může chránit hypotetický život na povrchu těchto planet před vysokonapěťovým zářením jejich hostitelských hvězd. Pochopení obsahu aerosolu v exoplanetární atmosféře je proto důležité, abychom se mohli o takových exotických světech dozvědět více. I když nejde o planetu, Saturnův největší měsíc Titan má silnou atmosférickou zákal složenou z tholinů - organických částic - které zcela zakrývají povrch před pohledem.

Planetární systém TRAPPIST-1 je skvělým cílem pro studium atmosfér exoplanet Země, protože jich je sedm v jednom systému a nejsou příliš daleko od naší sluneční soustavy - pouze 39, 6 světelných let, což je hned vedle, kosmicky řečeno.

Srovnání velikostí 7 známých planet obíhajících kolem TRAPPIST-1 (vzhledy jsou konceptem umělce). Všechny jsou podobné velikosti Země, ale - dosud - povrchové podmínky v těchto vzdálených světech zůstávají neznámé. Obrázek přes NASA.

TRAPPIST-1 je chladná rudá trpaslík, jen o něco větší než Jupiter. Ale všechny známé planety obíhají docela blízko hvězdy, takže některé z nich jsou v obytné zóně - oblasti, kde by teploty mohly umožnit existenci tekuté vody na povrchu. To, zda je někdo z nich skutečně obyvatelný, je stále neznámé, protože to také závisí na dalších faktorech, jako je organický materiál a chemie, které by umožnily život začít na prvním místě.

Předchozí studie navrhla, že některé planety v tomto systému mohou být spíše jako Venuše než Země, ale také, že TRAPPIST-1 e je pravděpodobně nejpravděpodobnější, že bude mít na povrchu vodu - možná dokonce i oceány (i když i jiné). Tři z pozemských skalních planet v naší sluneční soustavě mají ve své atmosféře mraky nebo mlhy, ale všechny jsou různé - Mars má jen rozptyl tenkých mraků, Země má podstatnější mraky a Venuše je úplně zabalena do hustého oblaku. Planety TRAPPIST-1 mohou být stejně rozmanité, ale k zjištění toho bude zapotřebí dalších pozorování.

Sečteno a podtrženo: Stále nevíme, jaké jsou podmínky na žádné z exoplanetů TRAPPIST-1, ale vědci se blíží k zjištění. Stanovení toho, jaké atmosféry tyto světy mají, mohou vědcům pomoci pochopit i další podrobnosti o nich a to, zda by některá z nich mohla život podpořit.

Zdroj: Limity v oblacích a nebezpečích pro planety TRAPPIST-1

Přes AAS Nova