Nyupptäckt Trappist-1 e Planet kunde ha en hållbar atmosfär: Studie

Atmosfärerna på sju nyupptäckta planeter som kretsar den ultrakuliga dvärgstjärnan TRAPPIST-1 är förmodligen täta och dödliga, men ny forskning har bekräftat ett tidigare noterat undantag: En planet kan vara en oceanvärld med en beboelig atmosfär för livet som vi vet det.

Forskning publicerad denna månad i Astrofysisk tidskrift visar strålnings- och kemimodeller som beskriver de olika atmosfärerna i TRAPPIST-1 sju jordstora planeter, och en av dem, TRAPPIST-1 e, är planeten som kanske bara är rätt för människor en dag, förutsatt att de säkert kan göra 39- ljusårsresa till stjärnsystemet.

Andrew P. Lincowski, doktorand vid University of Washington och ledande författare till forskningsdokumentet, säger att planeten "kan vara en vattenvärld, helt täckt av ett globalt hav. I det här fallet kan det ha ett klimat som liknar jorden."

Stjärnsystemets olika planeter kan också berätta mer om hur planeter åldras och förändras, säger Lincowski.

"Det här är en hel rad planeter som kan ge oss inblick i planetens utveckling, särskilt kring en stjärna som är väldigt annorlunda än solen, med olika ljus som kommer av det", säger Lincowski. "Det är bara en guldgruva."

TRAPPIST-1 är en liten M-klass dvärgstjärna, som första gången upptäcktes av Two Micron All-Sky Survey 1999 (och därefter namngavs för att fira Trappist belgiska öl, som de belgiska forskarna bekänner att uppskatta).

Det var inte förrän 2015 att forskare upptäckte TRAPPIST-1s exoplaneter (ett namn för en annan planet utanför vårt solsystem) och meddelade upptäckten av tre i maj 2016.

I 2017 upptäckte NASA Spitzer rymdteleskopet att TRAPPIST-1 inte hade tre, men sju planeter, publicerade fynd med utvärderingen att tre kunde vara beboeliga. (Jag vet, vi hade den perfekta chansen att namnge dem efter de sju dvärgarna eller regnbågens färger, och vi gick med bokstäver. TRAPPIST-1 Indigo? Låt mig jaga på utomjordiskt liv på den där planet.)

Att modellera klimat av en stjärna som skiljer sig från vår egen sol hjälper till att forskare forskar andra stjärnor i motsats till våra. Modellerna identifierar signaturvåglängder kopplade till atmosfäriska gaser, vilket James Webb-teleskopet då kan dokumentera, så att forskare kan urskilja en planetens sammansättning och miljö. Att förstå hur olika stjärnformar breddar vår förmåga att identifiera vilka processer som kan bilda planetens beboeliga planerade planet.

Vi kan kanske identifiera en beboelig planet, men vi har inte tekniken att göra ett besök för att testa det. Även om den snabba rymdfarkosten New Horizons försökte sluta med (den färdas vid 14,31 kilometer per sekund), skulle det fortfarande ta 817.000 år att göra den till stjärnan från jorden.

Abstrakt:

TRAPPIST-1 planetariska systemet ger en aldrig tidigare skådad möjlighet att studera terrestrisk exoplanetutveckling med James Webb Space Telescope (JWST) och markbaserade observatorier. Eftersom M-dvärgplaneter sannolikt upplever extrem flyktig förlust, kan TRAPPIST-1-planeterna ha mycket utvecklade, möjligen obebodliga atmosfärer. Vi använde en mångsidig, 1D terrestrisk planetsklimatmodell med radial överföring och blandningslängdkonvektion (VPL Climate) kopplad till en terrestrisk fotokemimodell för att simulera miljötillstånd för TRAPPIST-1-planeterna. Vi presenterar jämviktsklimat med självkonsistenta atmosfärskompositioner och observationsdiskriminatorer av postrunaway, desiccated, 10-100 bar O2- och CO2-dominerad atmosfär, inklusive inre utgasning samt för vattenrika kompositioner. Våra simuleringar visar en rad ytytemperaturer, varav de flesta inte är beboeliga, även om en aqua planet TRAPPIST-1 e kan bibehålla en tempererad yta med tanke på jordliknande geologisk avgasning och CO2. Vi finner att en torkad TRAPPIST-1 h kan ge beboeliga ytemperaturer bortom det maximala växthuset. Potentiella observationsdiskriminanter för dessa atmosfärer i transmissions- och emissionsspektra påverkas av fotokemiska processer och aerosolbildning och innefattar kollisionsinducerad syreabsorption (O2-O2) och O3, CO, SO2, H2O och CH4 absorptionsegenskaper med transitsignaler av upp till 200 ppm. Våra simulerade transmissionsspektra överensstämmer med K2, Hubble Space Telescope och Spitzer observationer av TRAPPIST-1 planeterna. För flera jordbundna atmosfäriska kompositioner finner vi att TRAPPIST-1 b sannolikt inte producerar aerosoler. Dessa resultat kan informera JWST observationsplanering och datatolkning för TRAPPIST-1-systemet och andra M-dvärgbaserade planeter.