Планети на TRAPPIST-1: Сложни атмосфери, вероятно много вода

Планети на TRAPPIST-1: Сложна атмосфера, вероятно много водаУвеличи ESO / M. Kornmesser

Сега разработихме каталог на планетите в орбита в здрав размер в обитаемата зона на далечни звезди. Но ние нямаме това най-малка представа дали някой от тях всъщност е обитаем. Това е до голяма степен, защото на тези разстояния е изключително трудно да получите някакъв усет от какво са направени планетите и от какво са техните атмосферите са като. И парниковият потенциал на атмосферата може да направи разликата между замръзнал свят като Марс и оранжерия без контрол като Венера.

Но поне в случай на една близка звезда са учените бавно стесняване на опциите. TRAPPIST-1 има поне седем планети, всички достатъчно малки, за да бъдат подобни на Земята, с няколко вътре в обитаема зона на звездата. В два документа, публикувани тази седмица, екипи от учените стесниха каква може да изглежда атмосферата им харесват и осигуряват по-голямо усещане за техния състав. Резултатите предполагат, че поне една планета има потенциал да бъде водниста свят.

Допълнителна информация

В близост системата има 7 планети с размер на Земята, няколко от обитаемите зона

Във въздуха

Първото изследване, което се появява в Nature Astronomy, разглежда това атмосфери на няколко от планетите, но не директно. Вместо, тя разчита на Хъбъл да наблюдава светлината на звездата като планета минава пред него. Малка част от фотоните ще има преминали през атмосферата на планетата на път към Земята. който и да е цветове светлина, които се абсорбират или разпръскват от газовете в атмосфера ще липсва от тази фракция, което прави възможно да се направи заключение за състава на атмосферата.

Възможно е, но не е лесно. В случая планетите бяха наблюдаван като космическият телескоп Хъбъл обикаля около орбита наречена Южноатлантическа аномалия, където радиацията на Земята коланите се потопят, за да посрещнат орбитата му. Снимките, направени през това време, имат повече радиационен шум и по-ниска разделителна способност, както телескопът изключва финия си хардуер.

Докато резултатите не ни казват какво е в атмосферата, те кажете ни какво вероятно няма да има: много водород. Най- Спектърът на атмосферите на тези планети е относително безхарактерно, докато водородът би абсорбирал при редица различни дължини на вълната, обхванати от данните на Хъбъл. Възможно е да се получи нещо, което изглежда така, ако има много облаци, но няма очевиден начин за генериране на аерозоли, необходими за облаци в богата на водород атмосфера. По-ранната работа беше стигнала до това заключение за най-вътрешните планети; новите данни са изключени водород за планети d, e и f. Това оставя само TRAPPIST-1 g за по-нататъшно проучване.

Това не ни казва какво има в тези атмосфери. За много от планетите, разнообразни състави са в съответствие с данни. Например, за b и c, авторите казват, че опциите включват “атмосфера, доминирана от вода, азот или въглероден диоксид; дебела атмосфера, съставена от различни химически видове; и атмосфера, доминирана от аерозоли. “Но водородът е значими по две причини. Едно, вероятно повечето планети започнете с богати на водород атмосфери, така че това предполага тези планетите са се развили малко. Второто е, че водородът е мощен парникови газове и, така че, ще имат силно влияние върху температура на планетата.

На земята

Отделно екип от изследователи разгледа състава на планетите. Това става чрез комбинация от наблюдения. Най- транзити на планетите, съчетани с разстоянието им от звезда, ни дава мярка за техния размер. Предвид масата им, можем изчислете плътността им, което ни говори много за тяхната вероятност състав.

Получаването на масата обикновено включва наблюдение на колко всяка планета дърпа звездата наоколо, докато орбитира. Но това не беше възможно с TRAPPIST-1, защото светлината на звездата е толкова слаба. Вместо, изследователите са гледали колко много дърпат планетите на всяка друг. Това се проявява в малки вариации в продължителността на орбитата отнема; понякога една планета е изтеглена напред от своите съседи, друга пъти тя се влачи назад.

За две планети, използвайки тези промени, за да изчислите масата на a планетата е проста физика. За система със седем планети, The изчисленията стават доста драматично сложни и може да има множество правдоподобни решения. Авторите слагат да се справят с TRAPPIST-1 основните свойства на планетите в един вектор и управлява вектор чрез генетичен алгоритъм, който тества различни пермутации на вектора, след което се рекомбинират най-успешните. Резултатът беше оптимизирано решение, включващо масите на всички планети.

Some key properties of the seven TRAPPIST-1 planets, along with четирите най-вътрешни планети в Слънчевата система за  comparison.Enlarge/ Някои ключови свойства на седемте планети TRAPPIST-1, заедно с the four innermost planets in the Solar System forcomparison.NASA / JPL-Caltech / R. Хърт, Т. Пийл (IPAC)

Получените маси бяха използвани след това, за да се заключи вероятното състав. TRAPPIST-1 c и e изглежда са скалисти тела, но остатъците (b, d, f, g и h) изглежда изглеждат малко по-плътни компоненти. Това може да бъде гъста атмосфера, вода или лед черупка. Тази скалиста част от масата им обикновено е по-малка от пет процента – което може да не изглежда много, но е много повече от това Земните океани и атмосферата заедно.

В съчетание с данни за тяхното положение спрямо звездата авторите стигат до заключението, че нескалистият материал в б е почти със сигурност в атмосферата – ако има вода, ще бъде под формата на водна пара, което би могло да обясни нейното ниско ниво плътност. Планета г е точно близо до границата за бягаща оранжерия, така че лесно може да има подобна богата на вода атмосфера. Алтернативно, d е една от планетите, която вероятно ще бъде сготвена чрез индукционно нагряване от магнитното поле на звездата, така че парниковите газове може да са ненужни за кипене от океаните му.

Допълнителна информация

Магнитното поле на звездата може да превърне обитаемите зони в планета в магма супа

Планетите f, g и h могат да бъдат океански светове или покрити с ледени черупки, в зависимост от количеството парникови газове в тях атмосфери.

Така че, докато все още нямаме пълна картина на тези планети, един бавно идва в полезрението и данните пускат куп ограничения за това как интерпретираме всякаква допълнителна информация, която отиваме придобивам. Следващият ни шанс за големи усъвършенствания обаче може да има да изчакаме старта на космическия телескоп James Webb, планиран за следващата година.

Nature Astronomy, 2018. DOI: 10.1038 / s41550-017-0374-z (За DOI). Астрономия и астрофизика, 2018. DOI все още на разположение.

Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: