Ο εξωπλανήτης TRAPPIST-1 b είναι πιθανώς ένας βράχος χωρίς αέρα, αλλά μπορεί να μην ισχύει το ίδιο για τα έξι «αδέρφια του» που έχουν το μέγεθος της Γης. Χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST), οι αστρονόμοι επιβεβαίωσαν ότι ο πλανήτης TRAPPIST-1 b πιθανότατα δεν έχει ατμόσφαιρα. Οι ερευνητές ήταν ενθουσιασμένοι που θα χρησιμοποιoύσαν το νέο τηλεσκόπιο για να το εξερευνήσουν και τα έξι «αδέρφια του», τα οποία έχουν όλα περίπου το μέγεθος της Γης και τα οποία βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τον αστέρα TRAPPIST-1 που βρίσκεται σε απόσταση 12 παρσέκ (39 έτη φωτός) από τη Γη. Το πλανητικό σύστημα TRAPPIST-1 είναι ένα μοναδικό εργαστήριο για τη μελέτη του τρόπου με τον οποίο προκύπτουν περιβαλλοντικές συνθήκες στους πλανήτες — και πώς μπορούν να γίνουν οι πλανήτες του κατάλληλοι για ζωή.
Credit: NASA/JPL-Caltech
Τον περασμένο Νοέμβριο και Δεκέμβριο, το JWST αναζήτησε μια ατμόσφαιρα στον TRAPPIST-1 b αναζητώντας θερμότητα που εκπέμπεται από αυτόν. Με την ικανότητα του τηλεσκοπίου να μελετά το υπέρυθρο φως, «μπορείτε πραγματικά να μετρήσετε τη λάμψη του πλανήτη», λέει ο Thomas Greene, αστρονόμος στο Ερευνητικό Κέντρο Ames της NASA στο Mountain View της Καλιφόρνια. Αυτός και οι συνεργάτες του ανέφεραν τα αποτελέσματά τους στις 27 Μαρτίου στο περιοδικό Nature. Αν και το εύρημα μπορεί να ακούγεται απογοητευτικό για όσους ελπίζουν σε μια ατμόσφαιρα, οι επιστήμονες λένε ότι η εργασία δείχνει τη μεταμορφωτική δύναμη του JWST και ανοίγει την πόρτα για περισσότερα αποτελέσματα από το σύστημα TRAPPIST-1.
Προηγούμενες μελέτες με τα διαστημικά τηλεσκόπια Hubble και Spitzer, χρησιμοποιώντας διαφορετική τεχνική, έδειξαν ότι ο TRAPPIST-1 b – ο πιο εσωτερικός πλανήτης του συστήματος – πιθανότατα δεν έχει μεγάλη «φουσκωμένη» ατμόσφαιρα που αποτελείται κυρίως από υδρογόνο. Αλλά οι ερευνητές δεν μπορούσαν να αποκλείσουν εάν έχει πυκνή ατμόσφαιρα, όπως θα μπορούσε να είχε η Γη πριν από δισεκατομμύρια χρόνια.
ΕΝΑ ΠΛΑΝΗΤΙΚΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ
Το JWST εξέτασε το TRAPPIST-1 σε μήκη κύματος φωτός στο μέσο υπέρυθρο — 20 φορές πιο κόκκινο από ό,τι μπορεί να δει το ανθρώπινο μάτι — για να δει πώς άλλαξε αυτή η ακτινοβολία καθώς ο TRAPPIST-1 b κινούνταν πίσω από τον αστέρα του. Μετρώντας τη φωτεινότητα του άστρου και του πλανήτη μαζί σε σύγκριση με εκείνη του άστρου μόνο, οι αστρονόμοι μπορούσαν να υπολογίσουν πόσο φως προήλθε από τον πλανήτη. Εάν ο TRAPPIST-1 b είχε ατμόσφαιρα, θα είχε επανακυκλοφορήσει την ενέργεια που απορροφήθηκε από τον αστέρα και θα φαινόταν λιγότερο φωτεινό από ό,τι μέτρησαν ο Greene και οι συνεργάτες του. Οι παρατηρήσεις δεν αποκάλυψαν κανένα διοξείδιο του άνθρακα στον πλανήτη, το οποίο το JWST θα μπορούσε να εντοπίσει.
Δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι ο TRAPPIST-1 b δεν έχει ατμόσφαιρα,, επειδή δέχεται τέσσερις φορές περισσότερη ακτινοβολία από αυτή που δέχεται η Γη από τον Ήλιο. Το σύστημα TRAPPIST-1 καταστρέφεται επίσης από αστρικές εκλάμψεις και άλλη δραστηριότητα που στέλνει ως ακτινοβολία στους πλανήτες του, δυνητικά καθαρίζοντας τις ατμόσφαιρές τους. Ωστόσο, η κατανόηση αυτών των συνθηκών είναι ζωτικής σημασίας επειδή οι νάνοι αστέρες τύπου Μ – ψυχροί, αμυδροί αστέρες, όπως ο TRAPPIST-1, – έχουν συχνά πλανήτες μεγέθους Γης σε τροχιά γύρω τους.
Ένα βασικό πρώιμο βήμα στη μελέτη του συστήματος TRAPPIST-1 είναι να εκμεταλλευτούμε τη δύναμη του JWST να κατανοεί τον ίδιο τον αστέρα, λέει ο Julien de Wit, ερευνητής εξωπλανητών στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης στο Κέιμπριτζ: «Πρέπει να ξέρεις πρώτα τον μητρικό αστέρα πριν από το να γνωρίσεις τους πλανήτες του. Οι αστρονόμοι θα πρέπει να συνεργαστούν για να μελετήσουν το TRAPPIST-1 με το JWST χρησιμοποιώντας πολλαπλές τεχνικές, για να κατανοήσουν τον αστέρα όσο το δυνατόν καλύτερα. Διαφορετικά, οι ερευνητές θα δυσκολευτούν να ερμηνεύσουν αυτό που βλέπουν στις πλανητικές παρατηρήσεις, επειδή η δραστηριότητα του αστέρα θα μπορούσε να μολύνει αυτές τις μετρήσεις».
Περισσότερες ανακαλύψεις είναι βέβαιο ότι θα έρθουν. Άλλες ερευνητικές ομάδες έχουν χρησιμοποιήσει το JWST για να μελετήσουν τον TRAPPIST-1 b, καθώς και άλλους πλανήτες του συστήματος. Αυτό περιλαμβάνει τον γείτονα του TRAPPIST-1 b, τον TRAPPIST-1 c, έναν πλανήτη που είναι αρκετά κοντά στον αστέρα του, ώστε το JWST να μελετήσει τη λάμψη του. Σύντομα αναμένονται δημοσιεύσεις για όλα αυτά.
