Når vi endelig finner livet et sted der utenfor Jorden, vil det være mot slutten av et langt søk. Livet vil sannsynligvis ikke kunngjøre sin tilstedeværelse for oss, vi må følge en lang ledetråd for å finne den. Som forskere stadig forteller oss, i begynnelsen av den ledetråden er vann.
Oppdagelsen av TRAPPIST-1-systemet i fjor skapte mye spenning. 7 planeter som kretser rundt stjernen TRAPPIST-1, bare 40 lysår fra Jorden. På den tiden trodde astronomer at i det minste noen av dem var jordlignende. Men nå viser en ny studie at noen av planetene kunne holde mer vann enn Jorden. Rundt 250 ganger mer.
Denne nye studien fokuserer på tettheten av de 7 TRAPPIST-1 planetene. Å prøve å fastslå at tetthet er en utfordrende oppgave, og det involverte noen av kraftsentralene i verden av teleskoper. Spitzer-romteleskopet, Kepler-romteleskopet og SPECULOOS-anlegget (Søk etter beboelige planeter EClipsing ULtra-cOOl Stars) på ESOs Paranal Observatory ble alle brukt i studien.
I denne studien ble observasjonene fra de tre teleskopene utsatt for kompleks datamaskinmodellering for å bestemme tettheten av de 7 TRAPPIST-planetene. Som et resultat vet vi nå at de for det meste er laget av stein, og at noen av dem kan være 5% vann i masse. (Jorden er bare 0,02% vannmasse.)
Det var ikke lett å finne tettheten til disse planetene. For å gjøre det, måtte forskere bestemme både massen og størrelsen. TRAPPIST-1-planetene ble funnet ved hjelp av transittmetoden, der lyset fra vertsstjernen dypper når planetene går mellom stjernen deres og oss. Transittmetoden gir oss en ganske god ide om størrelsen på planetene, men det er det.
Det er mye vanskeligere å finne massen, fordi planeter med forskjellige masser kan ha de samme banene, og vi kan ikke skille dem fra hverandre. Men i multi-planet systemer som TRAPPIST-1, er det en måte.
Når planetene går i bane rundt TRAPPIST-1-stjernen, forstyrrer mer massive planeter banene til de andre planetene mer enn lettere. Dette endrer tidspunktet for overgangene. Disse effektene er "kompliserte og veldig subtile" ifølge teamet, og det tok mye observasjon og måling av transittidspunktet - og veldig kompleks datamaskinmodellering - for å bestemme dens tetthet.
Lederforfatter Simon Grimm forklarer hvordan det ble gjort: “TRAPPIST-1-planetene er så tett sammen at de forstyrrer hverandre gravitasjonsmessig, så de gangene de passerer foran stjernen skiftes litt. Disse skiftene avhenger av planetenes masser, avstander og andre baneparametere. Med en datamaskinmodell simulerer vi planetenes baner til de beregnede transittene stemmer overens med de observerte verdiene, og derved stammer planetmassene. ”
For det første oppdaget denne studien ikke vann. Det oppdaget flyktig materiale som er sannsynligvis vann.
Uansett om de har bekreftet tilstedeværelsen av vann eller ikke, er dette fortsatt veldig viktige resultater. Vi blir gode til å finne eksoplaneter, og neste trinn er å bestemme egenskapene til atmosfærene som eksoplaneter har.
Teammedlem Eric Agol kommenterer betydningen: ”Et mål med eksoplanettstudier i noen tid har vært å undersøke sammensetningen av planeter som er jordlignende i størrelse og temperatur. Oppdagelsen av TRAPPIST-1 og mulighetene til ESOs fasiliteter i Chile og NASA Spitzer-romteleskopet i bane har gjort dette mulig - og gir oss vårt første glimt av hva jordstore eksoplaneter er laget av! "
Denne studien forteller oss ikke om noen av TRAPPIST-planetene har liv på seg, eller om de er beboelige. Det er bare et trinn til for å forhåpentligvis kanskje en dag å finne livet et sted. Studier som medforfatter Brice-Olivier Demory, ved University of Bern, sa like mye: “Tettheter, selv om viktige ledetråder til planetenes komposisjoner, sier ikke noe om brukbarhet. Studien vår er imidlertid et viktig skritt fremover når vi fortsetter å undersøke om disse planetene kan støtte livet. "
Dette er hva studien bestemte om de forskjellige planetene i TRAPPIST-systemet:
- TRAPPIST 1-b og 1c er de to innerste planetene og vil sannsynligvis ha steinete kjerner og være omgitt av atmosfærer som er mye tykkere enn jordas.
- TRAPPIST-1d er den letteste av planetene med omtrent 30 prosent av jordens masse. Vi er usikre på om den har en stor atmosfære, et hav eller et islag.
- TRAPPIST-1e er litt av en overraskelse. Det er den eneste planeten i systemet litt tettere enn Jorden. Den kan ha en tettere jernkjerne, og den har ikke nødvendigvis en tykk atmosfære, hav eller islag. TRAPPIST-1e er et mysterium fordi det ser ut til å være så mye rockere enn resten av planetene. Det er den som ligner mest på jorden, i størrelse, tetthet og mengden stråling den mottar fra stjernen.
- TRAPPIST-1f, g og h kan ha frosne overflater. Hvis de har tynne atmosfærer, vil de sannsynligvis ikke inneholde de tunge molekylene som vi finner på jorden, for eksempel karbondioksid.
TRAPPIST-1-systemet skal studeres i veldig lang tid. Det lover å være et av de første målene for James Webb-romteleskopet (håper vi.) Det er et veldig spennende system, og hvorvidt noen av planetene blir ansett å være beboelige eller ikke, vil studere dem lære oss mye om vårt søk etter vann , brukbarhet og liv.
