Kiedy Hubble po raz pierwszy zaobserwował warunki atmosferyczne planety pozasłonecznej w 2000 roku, otworzył cały ten obszar badań. Teraz Hubble przeprowadził pierwsze wstępne badania atmosfery ziemskich, stosunkowo pobliskich światów i znalazł „oznaki, które zwiększają szanse na zamieszkanie na dwóch egzoplanetach”, twierdzą naukowcy.
Planety TRAPPIST-1b i TRAPPIST-1c zostały odkryte na początku tego roku i znajdują się w odległości około 40 lat świetlnych. W momencie ich odkrycia nie było wiadomo, czy światy były planetami gazowymi czy światami skalistymi, ale najnowsze obserwacje Hubble'a sugerują, że obie planety mają zwartą atmosferę, podobną do planet skalistych, takich jak Ziemia, Wenus i Mars, zamiast grubych , opuchnięte atmosfery, podobne do planet gazowych takich jak Jowisz.
„Teraz możemy powiedzieć, że te planety są skaliste. Teraz pytanie brzmi, jaką mają atmosferę? ” powiedział Julien de Wit z Massachusetts Institute of Technology, który poprowadził zespół naukowców do obserwacji planet w świetle bliskiej podczerwieni za pomocą kamery szerokokątnej Hubble'a 3. „Możliwe scenariusze obejmują coś w rodzaju Wenus z wysokimi, gęstymi chmurami i atmosferą zdominowany przez dwutlenek węgla lub ziemską atmosferę zdominowaną przez azot i tlen, a nawet coś w rodzaju Marsa z wyczerpaną atmosferą. Następnym krokiem jest próba rozplątania wszystkich możliwych scenariuszy, jakie istnieją dla tych planet ziemskich. ”
Egzoplanety zostały pierwotnie odkryte przez teleskop TRAPPIST w obserwatorium ESO La Silla w Chile, które, podobnie jak teleskop Kepler, szuka tranzytów planet (TRAPPIST oznacza Transiting Planet and Small Telescope Planetaimals) obserwujących spadki w świetle gwiazdy z planet przechodzących z przodu z punktu widzenia Ziemi.
Gwiazda, TRAPPIST-1, jest ultra-zimną karłowatą gwiazdą i jest bardzo mała i słaba. TRAPPIST-1b pokonuje orbitę wokół gwiazdy w zaledwie 1,5 dnia, a TRAPPIST-1c w 2,4 dni, a planety są od 20 do 100 razy bliżej swojej gwiazdy niż Ziemia od Słońca. Oba są zamknięte pod względem pływów, gdzie jedna strona tych światów może być piekielna i nie nadaje się do zamieszkania, ale warunki mogą pozwolić na ograniczony region zamieszkiwania po drugiej stronie. A ze względu na słabość gwiazdy badacze sądzą, że TRAPPIST-1c może znajdować się w strefie zamieszkania gwiazdy, w której umiarkowane temperatury mogą pozwolić na gromadzenie się ciekłej wody.
„Skalista powierzchnia jest świetnym początkiem dla planety nadającej się do zamieszkania, ale każde życie na planetach TRAPPIST-1 prawdopodobnie będzie miało znacznie trudniejszy czas niż życie na Ziemi”, powiedziała Joanna Barstow, astrofizyk z University College London, która nie była zaangażowany w badania. „Oczywiście nasze pomysły na zamieszkanie są bardzo wąskie, ponieważ do tej pory mamy tylko jedną planetę, a życie może nas zaskoczyć, rozkwitając w tym, co uważamy za mało prawdopodobne”.
Naukowcy wykorzystali spektroskopię do odkodowania światła i ujawnienia wskazówek dotyczących chemicznego składu atmosfery planet. Chociaż zawartość atmosfer jest nieznana i zaplanowano więcej obserwacji, niskie stężenie wodoru i helu wzbudziło naukowców z powodu implikacji.
Zespół zdał sobie sprawę, że zdarzy się rzadki podwójny tranzyt, gdy obie planety prawie jednocześnie przelecą przed swoją gwiazdą, ale wiedziały tylko dwa tygodnie wcześniej. Zaryzykowali i korzystając ze zdolności Hubble'a do dokonywania obserwacji w krótkim czasie, napisali propozycję w ciągu jednego dnia.
„Pomyśleliśmy, może zobaczymy, czy ludzie w Hubble dadzą nam czas na dokonanie tej obserwacji, więc napisaliśmy propozycję w niecałe 24 godziny, wysłaliśmy ją i natychmiast ją sprawdziliśmy” - powiedział de Wit. „Teraz po raz pierwszy mamy spektroskopowe obserwacje podwójnego tranzytu, co pozwala nam uzyskać wgląd w atmosferę obu planet jednocześnie”.
Korzystając z teleskopu Hubble'a, zespół zarejestrował połączone widmo transmisyjne TRAPPIST-1b ic, co oznacza, że jako pierwsza planeta, a następnie druga przecinająca się przed gwiazdą, byli w stanie zmierzyć zmiany długości fali wraz z ilością światła gwiazdy zanurzoną z każdą z nich tranzyt.
„Dane okazały się nieskazitelne, absolutnie idealne, a obserwacje były najlepsze, jakich mogliśmy się spodziewać” - mówi de Wit. „Siła z pewnością była z nami”.
„Te wstępne obserwacje Hubble'a są obiecującym pierwszym krokiem w zdobywaniu wiedzy na temat pobliskich światów, czy mogą one być skaliste jak Ziemia i czy mogą utrzymać życie”, mówi Geoff Yoder, zastępca administratora w NASA Science Mission Directorate w Waszyngtonie. „To ekscytujący czas dla NASA i badań egzoplanet”.
Źródła: MIT, NASA
