Nauka  / News

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba będzie poszukiwał atmosfer na planetach układu TRAPPIST-1

W tym miesiącu mijają trzy lata od odkrycia fascynującego układu planetarnego TRAPPIST-1, składającego się z siedmiu planet typu ziemskiego.

Planety te krążą wokół ultra-chłodnej gwiazdy oddalonej zaledwie 39 lat świetlnych od Ziemi. Co więcej, trzy spośród nich znajdują się w tak zwanej ekosferze swojej gwiazdy, tzn. w odległości, w której teoretycznie na powierzchni planet może istnieć woda w stanie ciekłym. Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, którego start planowany jest obecnie na 2021 rok, jako pierwszy będzie obserwował atmosfery tych planet w bliskiej podczerwieni.

Do obserwowania atmosfer astronomowie będą wykorzystywać technikę spektroskopii transmisyjnej, czyli będą obserwować gwiazdę macierzystą, gdy planeta będzie przechodziła na tle jej tarczy. Promieniowanie gwiazdy przenikające przez atmosferę planety, pochłaniającą część tego promieniowania, pozostawi wyraźne ślady w widmie gwiazdy.

Wizja artystyczna przedstawiająca siedem skalistych planet układu TRAPPIST-1 oddalonego od nas o 40 lat świetlnych. Źródło: NASA/JPL-Caltech

Odkrycie atmosfery otaczającej skalistą egzoplanetę nie będzie zadaniem łatwym. Atmosfery takich planet są bardziej kompaktowe niż atmosfery gazowych olbrzymów, a ich mniejsze rozmiary oznaczają, że będą filtrowały mniej promieniowania emitowanego przez gwiazdę. Mimo wszystko TRAPPIST-1 jest jednym z najlepszych dostępnych nam układów do takich badań, bowiem cały układ znajduje się stosunkowo niedaleko, a ponadto gwiazda centralna jest niewielka, przez co procentowa ilość promieniowania gwiazdy filtrowanego przez atmosferę planety będzie większa.

Atmosfery dużo trudniej dojrzeć niż same planety, ale stawka jest wysoka. Pierwsze odkrycie atmosfery na egzoplanecie o rozmiarach Ziemi byłoby czymś ekscytującym - mówi David Lafreniere z Uniwersytetu w Montrealu, główny badacz jednego z zespołów badających TRAPPIST-1.

Czerwone karły, takie jak TRAPPIST-1 zazwyczaj charakteryzują się gwałtownymi rozbłyskami, które mogą uniemożliwiać powstawanie życia na krążących wokół nich planetach. Jednak ustalenie czy mają one atmosfery, a jeżeli tak, to z czego się one składają, będzie dużym krokiem na drodze do ustalenia, czy na tych planetach może istnieć życie takie jakie znamy.

Układ TRAPPIST-1 będzie badany za pomocą JWST przez kilka różnych zespołów badawczych. Każdy z nich będzie wykorzystywał inny zestaw instrumentów oraz inne tryby obserwacji, tak aby pozyskać jak najwięcej informacji o każdej z siedmiu planet układu.

To musi być skoordynowany wysiłek, bo żaden pojedynczy zespół nie będzie w stanie zbadać wszystkiego co jest do zbadania w tym układzie - mówi Nikole Lewis z Uniwersytetu Cornell, główny badacz jednego z zespołów.

Dzięki temu, że planet jest aż siedem, każdy zespół może zająć się jakąś jego częścią - dodaje Lafreniere.

W ramach swojego zespołu Lafreniere zajmie się badaniem TRAPPIST-1d oraz -1f, starając się dostrzec na nich atmosferę oraz zbadać jej skład chemiczny. Badacze przypuszczają, że będą w stanie odróżnić atmosferę zdominowaną przez parę wodną od tej, w której znajduje się więcej azotu (jak na Ziemi) czy dwutlenku węgla (Mars, Wenus).

Lewis z kolei w ten sam sposób zamierza obserwować TRAPPIST-1e. To szczególnie interesująca planeta, bowiem przypomina Ziemię pod względem gęstości i ilości otrzymywanego od gwiazdy promieniowania. Dzięki temu jest jedną z lepszych kandydatek na planetę sprzyjającą powstaniu życia.

przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst