Mākslinieka koncepcija par pasaulēm TRAPPIST-1, balstoties uz pieejamajiem datiem par planētu īpašībām.
(Attēls: © NASA / JPL-Caltech)
Lielākā no septiņu planētu TRAPPIST-1 sistēmas pasaulēm var lepoties ar atmosfēru, kas laika gaitā ir attīstījusies, nevis par to, kas izveidojās ar to.
Novērojumi, kas veikti ar NASA Habla kosmisko teleskopu, atklāj, ka planētas atmosfēra atšķiras no topošās vides, tas nozīmē, ka tā, visticamāk, ir akmeņaina pasaule, kas līdzīga citiem sistēmas elementiem.
"Šī atmosfēra nav tā, ar kuru tā piedzima," Space.com pastāstīja Hannah Wakeford, Kosmosa teleskopa zinātnes institūta pētniece Baltimoras štatā, Merilendā. Dzimtā atmosfēra būtu bagāta ar ūdeņradi, ko pētnieki neredz. Tā vietā "to ir mainījuši dažādi procesi", sacīja Vekefords. Atmosfēras un ģeoloģiskajai aktivitātei varēja būt nozīmīga loma pārmaiņās. [Eksoplanētas tūre: iepazīstieties ar 7 TRAPPIST-1 zemes izmēra planētām]
Veikeforda un viņas kolēģi izmantoja Hablu, lai pētītu TRAPPIST-1 g, sesto planētu no zvaigznes. Viņi iepriekš bija pārbaudījuši pirmo piecu planētu atmosfēru, ko identificēja ar burtiem b līdz f, un atklāja, ka uz visām piecām planētām trūkst masveida ūdeņraža atmosfēras, kas norāda uz gāzes milžiem, padarot tās, visticamāk, akmeņainas. Viņu iepriekšējais pētījums nebija pietiekami precīzs, lai noteiktu, vai TRAPPIST-1 g bija vai nebija sākotnējā atmosfērā.
"G bija pēdējā jautājuma zīme tajā," sacīja Vekefords. "Tāpat kā tā brāļi un māsas, tas nesatur savu pirmatnējo atmosfēru. Tai ir attīstīta atmosfēra."
Rezultātus viņa iepazīstināja janvārī Amerikas astronomijas biedrības ziemas sanāksmē Sietlā.
"Sāls un pipari"
2016. gadā Čīles tranzīta planētu un mazo teleskopu Planetesimals (TRAPPIST) astronomi paziņoja par trīs planētu atklāšanu ap blāvo zvaigzni TRAPPIST-1. Gada laikā tika atklātas vēl četras pasaules, kopskaitu sasniedzot septiņām. Visas planētas atrodas savas zvaigznes apdzīvojamā zonā - reģionā, kur uz planētas virsmas vajadzētu saglabāties šķidram ūdenim. Tikai 40 gaismas gadu attālumā no Zemes, TRAPPIST-1 satur visvairāk planētu, par kurām zināms, ka tās atrodas vienas zvaigznes apdzīvojamā zonā.
TRAPPIST-1 g ir lielākais no pasaulēm, un tiek lēsts, ka tas aptuveni 1,1 reizes pārsniedz Zemes masu.
Ja planētas ir gāzes giganti, tās saglabās sākotnējo atmosfēru, kas bagāta ar ūdeņradi. Turpretī akmeņainajām pasaulēm ir spēks mainīt savu atmosfēru. Oglekļa kustībai var būt galvenā loma atmosfēras attīstībā. Kūstošā mantija magma notver oglekli zem virsmas. Kad magma virzās uz virsmu, samazināts spiediens ļauj ogleklim izkļūt gāzes formā. Uz Zemes ieslodzītais karbonāts izdalās kā oglekļa dioksīds - siltumnīcefekta gāze, kas ļauj mūsu planētai kļūt siltākai, slazdojot siltumu no saules. Iepriekšējie pētījumi atklāj, ka tādas pasaules kā Marss un mēness var notvert arī ar oglekli bagātu materiālu, kā arī citus elementus un izdalīt tos atmosfērā gāzveida formā.
Pazīstami arī kā sarkanie punduri, tādi M punduri kā TRAPPIST-1 veido visaugstāko zvaigžņu populāciju galaktikā. Daži pētījumi liecina, ka trīs no katrām četrām zvaigznēm var būt M punduris. Ilgi dzīvojošās zvaigznes ir vēsākas un blāvākas nekā saulēm līdzīgās zvaigznes, taču tās ir arī neticami aktīvas, padarot savas planētas apstarošanā, ko nes spēcīgi signālraķetes un izvirdumi. [Kā noteikt zvaigžņu veidus, izņemot (infografiku)]
Viņu vēsā temperatūra var radīt problēmas arī dzīves meklējumos. Mazvērtīgas M rūķīši atmosfērā var lepoties ar mākoņiem un pat ūdens tvaikiem, līdzīgi kā lielākās planētas. Šīs molekulas var radīt nepatiesus signālus astronomiem, kuri mēģina izpētīt apkārt esošo orbītā apkārtējo atmosfēru.
Kad planēta pārvietojas starp zvaigzni un Zemi, astronomi var izpētīt gaismu, kas plūst caur savām debesīm, lai atbloķētu dažus planētas atmosfēras noslēpumus. Tā kā M punduri pārvadā ūdens molekulas, tas var padarīt procesu grūtāku; var būt grūti noteikt, vai signāli, kas norāda uz ūdens klātbūtni, nāk no planētas vai zvaigznes.
"Tā kā zvaigznei ir šīs īpašības, tas nozīmē mērījumus, ko veicat, jūs nevarat būt pilnīgi pārliecināts, ka tā nav zvaigzne, kuru mēra," sacīja Vekefords. "Jums jāspēj izslēgt zvaigznes klātbūtne un ietekme uz šīm planētām."
Lai palīdzētu sakārtot putru, Wakeford un viņas kolēģi izstrādāja metodi zvaigžņu piesārņojuma noņemšanai. Pirmkārt, viņi veica padziļinātu pētījumu par TRAPPIST-1, pārbaudot, kā zvaigznes temperatūra mainījās dažādās vietās.
"Pati zvaigzne ir trīs dažādu veidu temperatūru sajaukums," sacīja Vekefords. Parasti zvaigzne ir salīdzinoši vēsa, un trešdaļa no tās ir pārklāta nedaudz siltākos punktos - 2726 grādi pēc Celsija (4 940 grādi pēc Fārenheita). Mazāk nekā 3 procentus zvaigznes klāj īpaši karsti punkti 5 526 C (9 980 F) temperatūrā.
Tas ir tāpēc, ka TRAPPIST-1 klāj zvaigžņu vietas, kuras, pēc Vakeforda sacītā, ir mazākas un blāvākas nekā tās, kas atrodamas uz mūsu saules.
"Plankumu sadalījums ir tāds pats kā sāls un piparu - tas ir vienkārši plankumains visā vietā un vienmērīgi sadalīts," sacīja Vekefords.
Pētot zvaigzni kā atsevišķu planētu tās sistēmā, kas pagāja starp to un Zemi, astronomi varēja izpētīt, kā mainās temperatūra no zvaigznes.
"Mēs faktiski varam izmantot planētu kā zvaigžņu temperatūras īpašību zondi," sacīja Vekefords.
Turot šo informāciju rokās, astronomi pēc tam pārbaudīja pašas planētas atmosfēru, pārliecinājušies, ka viņi var izskaidrot molekulāros signālus, kas nāk no zvaigznes. Viņi spēja izslēgt lielo, uzpūtīgo ūdeņraža atmosfēru ap g, kas varētu domāt, ka tas bija drīzāk gāzes gigants, nevis akmeņaina pasaule, kuras gaisu mainīja ģeoloģiskie un atmosfēras procesi.
"Tas patiešām noved pie šīs planētas patiesās sauszemes rakstura," sacīja Vekefords.
Komanda arī izmantoja savus mērījumus, lai aprēķinātu planētas rādiusu 1,124 reizes virs Zemes rādiusa, piešķirot tam blīvumu tieši zem mūsu planētas. Tas stingri der TRAPPIST-1 g: Tā ir akmeņaina pasaule.
Kad sešas no planētām nav atrodamas, astronomi cer pievērst uzmanību septītajam un pēdējam objektam TRAPPIST-1 h. Viņi plāno izpētīt planētu 2019. gada vasarā.
"Būs patiešām aizraujoši atkal izmantot šo metodi, ne tikai lai redzētu, no kā izgatavota planēta, bet arī lai redzētu, kā zvaigzne mainās un ietekmē šo planētu," sacīja Vekefords.
Turklāt to izstrādāto procesu ūdens tvaiku piesārņojuma atdalīšanai no TRAPPIST-1 varēja izmantot arī citu M punduru novērojumiem.
Pētījums tika publicēts 2018. gada beigās Astronomical Journal.
