En kunstners illustrasjon av utsikten fra en av de syv planetene som går i bane rundt den røde dvergen TRAPPIST-1, med flere andre verdener synlige nærmere den lille, svake stjernen.
(Bilde: © N. Bartmann / spaceengine.org / ESO)
De syv steinete planetene som sirkler rundt den nærliggende stjernen TRAPPIST-1 har mye vann, antyder en ny studie - kanskje for mye til å gjøre dem gode spill for livet.
Alle TRAPPIST-1-verdenene har sannsynligvis hundrevis av vann i jordens hav på overflater, og de våteste kan ha over 1000 ganger mer av tingene enn planeten vår gjør, ifølge studien.
Overraskende nok er dette sannsynligvis ikke gode nyheter for TRAPPIST-1-systemets livshotelspotensial, sier studieteammedlemmene. [Møt de 7 jordstørrede eksoplaneter av TRAPPIST-1]
"For mye vann kan være en dårlig ting," sa hovedforfatter Cayman Unterborn, en postdoktor ved School of Earth and Space Exploration ved Arizona State University, til Space.com. "TRAPPIST-1s er interessante, men kanskje ikke for livet."
TRAPPIST-1 er en svak rød dvergstjerne som ligger omtrent 39 lysår fra Jorden. Astronomer oppdaget tre planeter som sirklet rundt stjernen i 2016, og fire til ble kunngjort et år senere. Hver av de syv verdenene - som er kjent som TRAPPIST-1b, c, d, e, f, g og h - er omtrent like store som Jorden. Og tre av de fremmede verdenene (e, f og g) antas å ligge i TRAPPIST-1s "beboelige sone" - det helt rette området av avstander der flytende vann sannsynligvis kunne eksistere på en planetens overflate.
TRAPPIST-1 er omtrent 2000 ganger svakere enn solen, så den røde dvergens beboelige sone er veldig nær. Faktisk ligger alle de syv TRAPPIST-1-planetene nærmere stjernen deres enn Merkur gjør for solen.
Alle TRAPPIST-1-planetene ble oppdaget via "transittmetoden"; flere forskjellige instrumenter la merke til de ørsmå lysstyrken som ble resultatet da verdens krysset deres vertsstjerners ansikt. Størrelsen på disse dyppene avslørte verdens størrelser. Og astronomer har vært i stand til å estimere planetenes masser, om enn ikke så nøyaktig, ved å studere hvordan transittene deres har variert over tid. (Disse variasjonene forekommer når naboplaneter trekker hverandre gravitasjonsmessig.)
Med denne masse- og voluminformasjonen i hånden, brukte Unterborn og teamet hans datamaskinmodeller for å få et bedre inntrykk av sammensetningen av seks av TRAPPIST-1-verdenene. (De handlet ikke med TRAPPIST-1h, den ytterste planeten, fordi det ikke er nok kjent om det.)
Dette modelleringsarbeidet antydet at det er en våthetsgradient i TRAPPIST-1-systemet. De innerste planetene, b og c, er sannsynligvis omtrent 10 prosent vann per masse, mens de våte tingene utgjør minst 50 prosent av det fjerneste f og g. De midterste planetene d og e faller et sted i mellom.
Alle disse verdenene er såpe våte, selv i den lave enden av gradienten. Til sammenligning er jorden bare 0,2 prosent vann per masse. Faktisk er TRAPPIST-1-planetene sannsynligvis "vannverdener", uten land til å bryte monotonien med vind og bølge, sa Unterborn.
Hvis det faktisk er tilfelle, er det ikke sikkert at sjansen for å finne liv i systemet er stor.
"Uten utsatt land, vil viktige geokjemiske sykluser inkludert nedtrekking av karbon og fosfor i oseaniske reservoarer fra kontinental forvitring bli dempet, og dermed begrense størrelsen på biosfæren," skrev forskerne i den nye studien, som ble publisert online i dag (mars 19) i tidsskriftet Nature Astronomy. "Som sådan, selv om disse planetene kan være beboelige i den klassiske definisjonen av tilstedeværelsen av overflatevann, kan biosignatur observert fra dette systemet ikke skille seg fra abiotiske, rent geokjemiske kilder."
Og alt det vannet kan stenge noen viktige geologiske prosesser som kan hjelpe livet med å få fotfeste, sa Unterborn. For eksempel blir bergarter i jordens mantel ofte flytende etter å ha beveget seg oppover til en sone med lavere trykk, der smeltepunktet deres er lavere. Men slik "dekompresjonssmelting" kan forekomme sjelden, om ikke i det hele tatt, på TRAPPIST-1-verdenene, fordi den enorme vekten av de overliggende globale verdenshavene øker manteltrykket så mye.
Uten smeltet stein nær overflaten kan det ikke være noen vulkaner (i alle fall ikke den typen vi er vant til her på jorden). Og uten vulkaner kan varmegjennomførende gasser, som karbondioksid, ha vanskelig for å nå atmosfæren - noe som betyr at TRAPPIST-1-planetene kan ha blitt utsatt for en "løpende snøball" -effekt, sa Unterborn. [Galleri: The Strangest Alien Planets]
Planeter som går i bane rundt røde dverger står overfor andre utfordringer med hensyn til brukervennlighet, har mange forskere understreket. For eksempel, hvis disse verdenene går i bane rundt nok til å være i den beboelige sonen, er de nesten helt sikkert "tidly låst", noe som betyr at de alltid viser det samme ansiktet til sin overordnede stjerne. Så den ene siden av slike planeter kan være kokende varm mens den andre er frigid. Dette problemet kan avbøtes ved tilstedeværelsen av en tykk atmosfære som vil sirkulere varme. Men røde dverger fyrer av mange kraftige fakler, som raskt kan fjerne atmosfærene fra verdener i beboelig sone.
Slike spørsmål diskuteres og studeres sterkt, noe som ikke er overraskende gitt forekomsten av røde dverger: Cirka 75 prosent av Melkeveiens stjerner er røde dverger, så de har sannsynligvis det meste av galakas eiendom, beboelig eller på annen måte.
Den nye studien kaster også lys over dannelsen og utviklingen av TRAPPIST-1-systemet. For eksempel ligger alle de syv planetene for tiden inne i den eldste "snølinjen" - det punktet som det var kaldt nok til at vannet forble frossent når verdenene tok form. Men teamets resultater antyder at planetene f, g og h faktisk dannet seg utenfor denne grensen og vandret innover over tid. Planeter b og c, derimot, sammenkjøles inne i den primordiale snølinjen. (Det er ikke klart hvor TRAPPIST-1d og e ble født i forhold til denne linjen, noe forskerne sa sannsynligvis befant seg et sted mellom de nyfødte verdenene c og f.)
Totalt sett indikerer studien at røde dvergsystemer som TRAPPIST-1 ikke bør tenkes som bare miniatyrversjoner av vårt eget solsystem, sa Unterborn; planetene deres kan danne seg på litt forskjellige måter og / eller på litt forskjellige tidsskalaer.
"Å forstå det fra et planetarisk formasjons- og evolusjonsperspektiv, tror jeg, er - for publikum spesielt - en mye kraftigere måte å selge TRAPPIST-1 enn livet på," sa han. "Ingen liker å være det våte teppet som sier: 'Vel, faktisk er de ikke så gode for livet.' Men de er veldig interessante, og vi må vite disse tingene for å forstå planetene som sannsynligvis vil ha liv. "
