Nieuw ontdekte Trappist-1 e planeet kan bewoonbare atmosfeer hebben: studie

De sferen op zeven nieuw ontdekte planeten rond de ultrakoude dwergster TRAPPIST-1, zijn meestal waarschijnlijk dicht en dodelijk, maar nieuw onderzoek heeft een eerder gememoreerde uitzondering bevestigd: één planeet kan een oceaanwereld zijn met een bewoonbare atmosfeer voor het leven als we weet het.

Onderzoek gepubliceerd deze maand in de Astrophysical Journal toont bestralings- en chemiemodellen die de verschillende sferen van de zeven planeten van de aarde van wereldformaat beschrijven, en een daarvan, TRAPPIST-1 e, is de planeet die op een dag precies geschikt zou kunnen zijn voor mensen, ervan uitgaande dat ze veilig de 39- lichtjaarlijkse reis naar het sterrensysteem.

Andrew P. Lincowski, een doctoraal student aan de Universiteit van Washington en hoofdauteur van het onderzoekspaper, zegt dat de planeet "een waterwereld zou kunnen zijn, volledig bedekt door een oceaan wereldwijd. In dit geval zou het een klimaat kunnen hebben dat vergelijkbaar is met de aarde."

De verschillende planeten van het sterrenstelsel kunnen ons ook meer vertellen over hoe planeten verouderen en veranderen, zegt Lincowski.

"Dit is een hele reeks planeten die ons inzicht kunnen geven in de evolutie van planeten, met name rond een ster die heel anders is dan de zon, met een ander licht dat er uit komt", zegt Lincowski. "Het is gewoon een goudmijn."

TRAPPIST-1 is een kleine M-klasse dwergster, voor het eerst opgemerkt door de Two Micron All-Sky Survey in 1999 (en vervolgens vernoemd naar het trappisten van Belgisch bier, dat de Belgische onderzoekers belijden te waarderen).

Het duurde tot 2015 voordat wetenschappers de exoplaneten van TRAPPIST-1 (een naam voor een andere planeet buiten ons zonnestelsel) ontdekten en kondigden in mei 2016 de ontdekking van drie aan.

In 2017 ontdekte de NASA Spitzer Space Telescope dat TRAPPIST-1 niet drie, maar zeven planeten had en publiceerde bevindingen met de evaluatie dat er drie bewoonbaar konden zijn. (Ik weet het, we hadden de perfecte kans om ze te noemen naar de zeven dwergen of de kleuren van de regenboog, en we gingen met letters TRAPPIST-1 Indigo? Laat me jagen op buitenaards leven op dat planeet.)

Het modelleren van de klimaten van een ster die zo afwijkt van onze eigen zon, helpt wetenschappers om andere sterren te onderzoeken, in tegenstelling tot de onze. De modellen identificeren kenmerkende golflengten verbonden met atmosferische gassen, die de James Webb-telescoop vervolgens zou kunnen documenteren, waardoor onderzoekers de samenstelling en omgeving van een planeet konden onderscheiden. Inzicht in hoe verschillende sterren vormen, vergroot ons vermogen om te identificeren welke processen het bewoonbare planetenland kunnen vormen.

We kunnen misschien een bewoonbare planeet identificeren, maar we hebben niet de technologie om een ​​bezoek te brengen om het uit te testen. Zelfs als het snelle ruimtevaartuig New Horizons probeerde te stoppen (het reist met 14.31 kilometer per seconde), zou het nog steeds 817.000 jaar duren om de ster van de aarde te halen.

Abstract:

Het TRAPPIST-1 planetair systeem biedt een ongekende mogelijkheid om terrestrische exoplaneetevolutie te bestuderen met de James Webb Space Telescope (JWST) en op de grond gebaseerde observatoria. Omdat M dwergplaneten waarschijnlijk extreem volatiel verlies ervaren, kunnen de TRAPPIST-1-planeten een hoog ontwikkelde, mogelijk onbewoonbare atmosfeer hebben. We gebruikten een veelzijdig, 1D terrestrische planeetklimaatmodel met regel-voor-regel stralingsoverdracht en menglengte-convectie (VPL-klimaat) gekoppeld aan een terrestrische fotochemiemodel om milieutoestanden voor de TRAPPIST-1-planeten te simuleren. We presenteren evenwichtsklimaten met zelf-consistente atmosferische composities en waarnemingsdiscriminanten van postrunaway, gedroogde, 10-100 bar O2- en CO2-gedomineerde atmosferen, inclusief inwendige ontgassing, evenals voor waterrijke composities. Onze simulaties laten een reeks oppervlaktetemperaturen zien, waarvan de meeste niet bewoonbaar zijn, hoewel een aquaplant TRAPPIST-1 e een gematigd oppervlak zou kunnen behouden, gegeven aardeachtige geologische ontgassing en CO2. We vinden dat een gedroogde TRAPPIST-1 h tot bewoonbare oppervlaktetemperaturen kan leiden die de maximale kasafstand te boven gaan. Potentiële waarnemingsdiscriminanten voor deze atmosferen in transmissie- en emissiespectra worden beïnvloed door fotochemische processen en aerosolvorming en omvatten door botsing geïnduceerde zuurstofabsorptie (O2-0 2), en O3, CO, SO2, H2O en CH4 absorptiekenmerken, met doorvoersignalen van tot 200 ppm. Onze gesimuleerde transmissiespectra komen overeen met K2-, Hubble Space Telescope- en Spitzer-waarnemingen van de TRAPPIST-1-planeten. Voor verschillende terrestrische atmosferische composities, zien we dat TRAPPIST-1 b waarschijnlijk geen aerosolen produceert. Deze resultaten kunnen de JWST-observatieplanning en gegevensinterpretatie voor het TRAPPIST-1-systeem en andere M dwergaardeplaneten informeren.