Teleskop Webba dostrzegł światło egzoplanety wielkości Ziemi w słynnym TRAPPIST-1! Rozczarowaniem brak atmosfery

Teleskop Jamesa Webba obserwuje słynny układ planetarny TRAPPIST-1 - już sama ta wiadomość może rozpalać serca i umysły wszystkich miłośników astronomii i nie tylko. Przypomnijmy, że mówimy tu o fascynującym systemie, w którym wokół oddalonego od Ziemi o ok. 40 lat świetlnych czerwonego karła krąży przynajmniej 7 skalistych egzoplanet, zbudowanych z podobnych surowców i charakteryzujących się zbliżoną gęstością; nie tak znowu mała grupa naukowców dostrzega w tych światach szansę na istnienie życia. Webb na wstępnym etapie badań wziął na celownik położoną najbliżej macierzystej gwiazdy planetę TRAPPIST-1 b. Z upublicznionych przez NASA danych wynika, że choć ludzkość po raz pierwszy w historii zarejestrowała jakąkolwiek formę światła skalistej egzoplanety, są także powody do rozczarowania: rzeczony obiekt najprawdopodobniej nie ma bowiem atmosfery bądź, co jeszcze mniej prawdopodobne, jest ona wyjątkowo niewielka.

TRAPPIST-1 b - poszukiwanie atmosfery i obliczanie temperatury na powierzchni

TRAPPIST-1 b okrąża swoją gwiazdę w odległości zaledwie 0,011 jednostki astronomicznej (to 40 razy bliżej niż Merkury jest oddalony od Słońca), a pełne okrążenie zajmuje jej tylko 1,51 ziemskiego dnia. Obiekt jest mniej więcej 1,4 razy większy od Ziemi; ma on jednak podobną gęstość, co sugeruje, że musi także posiadać skalistą budowę. Aby mu się dokładnie przyjrzeć, operujący Webbem naukowcy wykorzystali technikę zwaną fotometrią zaćmienia wtórnego - instrument MIRI rejestrował więc zmiany jasności egzoplanety, gdy przechodziła ona za swoją gwiazdą. TRAPPIST-1 b jest co prawda zbyt chłodny, by emitować własne światło widzialne, jednak świeci w podczerwieni; odejmując od jasności samej gwiazdy w trakcie zaćmienia wtórnego łączną wartość jasności gwiazdy i planety naukowcy byli w stanie obliczyć, ile promieniowania podczerwonego emituje sama planeta. Na podstawie uzyskanych danych oszacowano, że temperatura na "dziennej" (egzoplaneta jest nieustannie zwrócona w kierunku swojej gwiazdy tą samą stroną - na drugiej z nich panuje ciemność) powierzchni TRAPPIST-1 b wynosi ok. 230 stopni Celsjusza; w ocenie naukowców NASA to zbyt dużo, by sam obiekt mógł posiadać atmosferę. Jej brak może być efektem ogólnej właściwości czerwonych karłów - gdy są one młode i aktywne, emitują wiele rozbłysków i promieniowania rentgenowskiego, które są w stanie "zedrzeć" atmosferę z okrążających ich planet.

Teleskop Webba - obserwacje TRAPPIST-1 b (zmiany jasności w trakcie zaćmienia wtórnego i porównanie temperatur)

Zobacz galerię

Źródło: NASA/ESA/CSA/J. Olmsted (STScI)/T. P. Greene (NASA Ames)/T. Bell (BAERI)/E. Ducrot (CEA)/P.-O. Lagage (CEA)

+112 więcej

Thomas Greene, astrofizyk odpowiedzialny za wspomniane wcześniej obserwacje i jednocześnie główny autor opublikowanego w czasopismie Nature artykułu na ich podstawie, stwierdza:

Według niektórych teorii planety tego typu mogą posiadać gęstą atmosferę, inne zakładają jednak, że ich nie mają. Byłem bardziej rozczarowany niż zaskoczony, gdy odkryłem, że w tym przypadku atmosfera nie istnieje.

Znaczenie badań systemu TRAPPIST-1 w ramach poszukiwania "drugiej Ziemi"

Inni astronomowie z zespołu badającego TRAPPIST-1 b są jednak większymi optymistami. Wielu z nich wychodzi z założenia, że obserwacje tego układu planetarnego są doskonałym poligonem doświadczalnym, który ma nas przygotować do poszukiwań "drugiej Ziemi". Elsa Ducrot z Francuskiej Komisji ds. Energii Alternatywnych i Energii Atomowej podchodzi do sprawy w sposób następujący:

Jeśli chcemy zrozumieć ekosfery wokół gwiazd tego typu, system TRAPPIST-1 jest wspaniałym laboratorium. To najlepsze znane nam cele w kwestii obserwacji skalistych egzoplanet.

Sam Greene także chce podkreślić znaczenie ostatnich badań JWST:

Istnieje około 10 razy więcej gwiazd w typie TRAPPIST-1 niż tych przypominających nasze Słońce. W przypadku pierwszych z nich prawdopodobieństwo posiadania przez nie skalistych egzoplanet wielkości Ziemi jest też dwukrotnie większe. Wynika z tego, że jakieś 95% egzoplanet typu ziemskiego krąży wokół gwiazd podobnych do TRAPPIST-1, a nie wokół innych ''Słońc".

Na koniec trzeba zaznaczyć, że naukowcy jeszcze przed obserwacjami Webba, na podstawie danych zebranych przez teleskopy Hubble'a i Spitzera, nie upatrywali w TRAPPIST-1 b większych szans na bycie światem sprzyjającym powstaniu na nim życia. Znacznie bardziej obiecujące pod tym kątem są położone dalej od gwiazdy TRAPPIST-1 e, 1 f i 1 g; każda z nich znajduje się ekosferze systemu i nie możemy wykluczyć, że na ich powierzchniach istnieje płynny ocean. AKTUALIZACJA: Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) opublikowała także wykonane przez Teleskop Jamesa Webba zdjęcie miesiąca. Przy pomocy kamery bliskiej podczerwieni (NIRCam) uchwycono na nim znajdującą się w odległości 6,3 mld lat świetlnych od Ziemi i ulokowaną w gwiazdozbiorze Warkocz Bereniki gromadę galaktyk SDSS J1226+2149. Dzięki efektowi soczewkowania grawitacyjnego na fotografii możemy zobaczyć umiejscowioną jeszcze dalej, rozciągniętą w kształt łuku galaktykę znaną jako Kosmiczny Konik Morski.