Ilustracja artysty przedstawiająca widok z jednej z siedmiu planet krążących wokół czerwonego karła TRAPPIST-1, z kilkoma innymi światami widocznymi bliżej małej, słabej gwiazdy.
(Zdjęcie: © N. Bartmann / spaceengine.org / ESO)
Nowe badania sugerują, że siedem skalistych planet krążących wokół pobliskiej gwiazdy TRAPPIST-1 ma dużo wody - być może zbyt wiele, aby uczynić z nich dobre życie.
Wszystkie światy TRAPPIST-1 prawdopodobnie przechowują na swoich powierzchniach setki wody oceanów ziemskich, a te najbardziej mokre mogą mieć ponad 1000 razy więcej rzeczy niż nasza planeta, zgodnie z badaniami.
Zaskakujące jest to, że prawdopodobnie nie jest to dobra wiadomość dla potencjału hostingu systemu TRAPPIST-1, twierdzą członkowie zespołu badawczego. [Poznaj 7 egzoplanet wielkości Ziemi TRAPPIST-1]
„Zbyt dużo wody może być złą rzeczą” - powiedział Space.com główny autor Cayman Unterborn, doktorant w School of Earth and Space Exploration na Arizona State University. „TRAPPIST-1 są interesujące, ale może nie na całe życie.”
TRAPPIST-1 to słaba czerwona karłowata gwiazda, która leży około 39 lat świetlnych od Ziemi. Astronomowie odkryli trzy planety krążące wokół gwiazdy w 2016 r., A cztery kolejne ogłoszono rok później. Każdy z siedmiu światów - znanych jako TRAPPIST-1b, c, d, e, f, gh - jest mniej więcej tego samego rozmiaru co Ziemia. Uważa się, że trzy obce światy (e, f i g) leżą w „strefie zamieszkiwanej przez TRAPPIST-1” - w tym właśnie właściwym zakresie odległości, w których prawdopodobnie woda na powierzchni planety mogłaby prawdopodobnie istnieć.
TRAPPIST-1 jest około 2000 razy ciemniejszy niż słońce, więc strefa mieszkalna czerwonego karła jest bardzo blisko. Rzeczywiście, wszystkie siedem planet TRAPPIST-1 leży bliżej swojej gwiazdy niż Merkury od Słońca.
Wszystkie planety TRAPPIST-1 zostały odkryte „metodą tranzytową”; kilka różnych instrumentów zauważyło niewielkie spadki jasności, które pojawiły się, gdy światy przecięły twarz gwiazdy macierzystej. Wielkość tych spadków ujawniła rozmiary światów. A astronomowie byli w stanie oszacować masy planet, choć nie tak dokładnie, badając, w jaki sposób ich tranzyty zmieniały się w czasie. (Te zmiany występują, gdy sąsiednie planety szarpią się grawitacyjnie).
Mając te informacje o masie i objętości, Unterborn i jego zespół użyli modeli komputerowych, aby uzyskać lepszy obraz składu sześciu światów TRAPPIST-1. (Nie zajmowali się TRAPPIST-1h, najbardziej oddaloną planetą, ponieważ nie wiadomo o niej wystarczająco dużo).
Ta praca modelowania sugerowała, że w układzie TRAPPIST-1 występuje gradient wilgoci. Najbardziej wewnętrzne planety b i c mają prawdopodobnie około 10 procent masowych wody, podczas gdy mokre rzeczy stanowią co najmniej 50 procent bardziej odległych f i g. Środkowe planety di spadają gdzieś pomiędzy.
Wszystkie te światy są mokre, nawet na dolnym końcu gradientu. Dla porównania Ziemia stanowi zaledwie 0,2 procent masy wody. Rzeczywiście, planety TRAPPIST-1 są prawdopodobnie „światami wodnymi”, bez ziemi do przełamania monotonii wiatru i fal, powiedział Unterborn.
Jeśli tak jest rzeczywiście, szanse na znalezienie życia w systemie mogą nie być duże.
„Bez odsłoniętej ziemi kluczowe cykle geochemiczne, w tym zrzucanie węgla i fosforu do zbiorników oceanicznych w wyniku wietrzenia kontynentalnego, zostaną wyciszone, ograniczając w ten sposób wielkość biosfery” - napisali naukowcy w nowym badaniu, które opublikowano dzisiaj online (marzec) 19) w czasopiśmie Nature Astronomy. „Jako takie, chociaż planety te mogą nadawać się do zamieszkania w klasycznej definicji obecności wód powierzchniowych, jakakolwiek biosignatura obserwowana w tym układzie może nie być w pełni możliwa do odróżnienia od abiotycznych, czysto geochemicznych źródeł”.
A cała ta woda może zatrzymać niektóre kluczowe procesy geologiczne, które mogłyby pomóc życiu w zdobyciu przyczółka, powiedział Unterborn. Na przykład skały w płaszczu Ziemi często stają się płynne po przejściu w górę do strefy o niższym ciśnieniu, gdzie ich temperatura topnienia jest niższa. Ale takie „topnienie dekompresyjne” może zdarzać się rzadko, jeśli w ogóle, na światach TRAPPIST-1, ponieważ ogromna masa leżących nad nimi globalnych oceanów tak bardzo podnosi presje płaszczowe.
Bez stopionej skały w pobliżu powierzchni nie mogą istnieć wulkany (przynajmniej takie, do których nie jesteśmy przyzwyczajeni tutaj na Ziemi). Bez wulkanów gazy zatrzymujące ciepło, takie jak dwutlenek węgla, mogą mieć trudności z dotarciem do atmosfery - co oznacza, że planety TRAPPIST-1 mogły zostać poddane efektowi „niekontrolowanej śnieżki”, powiedział Unterborn. [Galeria: najdziwniejsze obce planety]
Wielu naukowców podkreślało, że planety krążące wokół czerwonych karłów stoją przed innymi wyzwaniami związanymi z zamieszkaniem. Na przykład, jeśli te światy krążą wystarczająco ciasno, aby znajdować się w strefie zamieszkiwalnej, prawie na pewno są „zablokowane pływowo”, co oznacza, że zawsze pokazują tę samą twarz swojej gwiazdy macierzystej. Tak więc jedna strona takich planet może się gotować, podczas gdy druga jest lodowata. Problem ten można złagodzić przez obecność gęstej atmosfery, która cyrkuluje ciepło. Ale czerwone krasnoludy strzelają z wielu potężnych rozbłysków, które mogą szybko pozbawić atmosfery światów zamieszkałych w strefie.
Takie kwestie są mocno dyskutowane i badane, co nie jest zaskakujące, biorąc pod uwagę występowanie czerwonych karłów: około 75 procent gwiazd Drogi Mlecznej to czerwone karły, więc prawdopodobnie kryją w sobie większość nieruchomości galaktyki, zamieszkałych lub nie.
Nowe badanie rzuca również światło na tworzenie i ewolucję systemu TRAPPIST-1. Na przykład, wszystkie siedem planet znajduje się obecnie w pierwotnej „linii śniegu” - punkcie, powyżej którego było wystarczająco zimno, aby woda pozostała zamarznięta, gdy kształtują się światy. Ale wyniki zespołu sugerują, że planety f, gh faktycznie powstały poza tę granicę i migrowały do wewnątrz z czasem. Z drugiej strony planety b i c połączyły się w pierwotnej linii śniegu. (Nie jest jasne, gdzie TRAPPIST-1d i e urodzili się w związku z tą linią, co według naukowców prawdopodobnie znajdowało się gdzieś pomiędzy nowonarodzonymi światami c i f.)
Podsumowując, badanie wskazuje, że układów czerwonych karłów, takich jak TRAPPIST-1, nie należy uważać za miniaturowe wersje naszego układu słonecznego, powiedział Unterborn; ich planety mogą tworzyć się w nieco inny sposób i / lub w nieco innych skalach czasowych.
„Uważam, że zrozumienie go z perspektywy formacji planetarnej i ewolucji jest - szczególnie dla społeczeństwa - znacznie potężniejszym sposobem sprzedaży TRAPPIST-1 niż życia” - powiedział. „Nikt nie lubi być mokrym kocem, który mówi:„ Właściwie to nie są takie świetne na całe życie ”. Ale są naprawdę interesujące i musimy znać te rzeczy, aby zrozumieć planety, które prawdopodobnie będą miały życie ”.
