Planeten von TRAPPIST-1: Komplexe Atmosphären, wahrscheinlich viel wasser

Planeten von TRAPPIST-1: Komplexe Atmosphären, wahrscheinlich viel WasserVergrößernESO / M. Kornmesser

Wir haben jetzt einen Katalog von Planeten in gesunder Größe entwickelt, die umkreisen in der bewohnbaren Zone von fernen Sternen. Aber das haben wir nicht geringste Ahnung, ob einige von ihnen tatsächlich bewohnbar sind. Das ist vor allem, weil es bei diesen Entfernungen extrem schwierig ist, Machen Sie sich ein Bild davon, woraus die Planeten bestehen und woraus sie bestehen Atmosphären sind wie. Und das Treibhauspotential der Atmosphäre kann den Unterschied zwischen einer gefrorenen Welt wie dem Mars ausmachen und ein außer Kontrolle geratenes Treibhaus wie die Venus.

Aber zumindest im Fall eines nahen Sterns sind es Wissenschaftler langsam die Optionen eingrenzen. TRAPPIST-1 hat mindestens sieben Planeten, alle klein genug, um erdähnlich zu sein, mit mehreren innerhalb der Stern bewohnbare Zone. In zwei Zeitungen, die diese Woche veröffentlicht wurden, haben Teams von Wissenschaftler haben eingegrenzt, wie ihre Atmosphäre aussehen könnte mögen und einen größeren Sinn für ihre Zusammensetzung zur Verfügung gestellt. Die Ergebnisse legen nahe, dass mindestens ein Planet das Potenzial hat, wässrig zu sein Welt.

Weitere Lektüre

In der Nähe des Systems befinden sich 7 erdgroße Planeten, von denen sich mehrere im Wohngebiet befinden Zone

In der Luft

Die erste Studie, die in der Naturastronomie erscheint, befasst sich mit der Atmosphären von mehreren Planeten, aber nicht direkt. Stattdessen, Es hängt von Hubble ab, das Licht des Sterns als Planeten zu beobachten geht davor vorbei. Ein winziger Teil der Photonen wird haben ging durch die Atmosphäre des Planeten auf dem Weg zur Erde. Irgendein Lichtfarben, die von den Gasen in der Lichtquelle absorbiert oder gestreut werden Atmosphäre wird in dieser Fraktion fehlen, was es möglich macht die Zusammensetzung der Atmosphäre zu schließen.

Es ist möglich, aber nicht einfach. In diesem Fall waren die Planeten beobachtet, wie das Hubble-Weltraumteleskop etwas umkreist genannt die Südatlantische Anomalie, wo die Erdstrahlung Die Riemen neigen sich in die Umlaufbahn. Bilder, die in dieser Zeit aufgenommen wurden, haben mehr strahlungsinduziertes Rauschen und geringere Auflösung als das Teleskop Fährt die Hardware mit den feinen Zeigern herunter.

Die Ergebnisse sagen uns zwar nicht, was sich in der Atmosphäre befindet, aber sie Sagen Sie uns, was dort wahrscheinlich nicht zu finden ist: viel Wasserstoff. Das Das Spektrum der Atmosphären dieser Planeten ist relativ featureless, während Wasserstoff an einer Reihe von verschiedenen absorbieren würde Wellenlängen, die von den Hubble-Daten abgedeckt werden. Es ist möglich zu bekommen etwas, das so aussieht, wenn viele Wolken vorhund en sind, aber Es gibt keine offensichtliche Möglichkeit, die für Wolken benötigten Aerosole zu erzeugen in einer wasserstoffreichen Atmosphäre. Frühere Arbeiten hatten dies erreicht Schlussfolgerung für die innersten Planeten; Die neuen Daten schließen aus Wasserstoff für die Planeten d, e und f. Das lässt nur TRAPPIST-1 g zu weitere Studie.

Das sagt uns nicht, was in diesen Atmosphären ist. Für viele von den Planeten stehen eine Vielzahl von Kompositionen im Einklang mit der Daten. Für b und c sagen die Autoren beispielsweise, dass die Optionen enthalten sind “Atmosphären, in denen Wasser, Stickstoff oder Kohlendioxid vorherrschen; dünne Atmosphären, die aus einer Vielzahl chemischer Spezies bestehen; andAtmosphären, die von Aerosolen dominiert werden aus zwei Gründen von Bedeutung. Erstens ist es wahrscheinlich, dass die meisten Planeten Beginnen Sie mit wasserstoffreichen Atmosphären Planeten haben sich etwas weiterentwickelt. Das zweite ist, dass Wasserstoff ein starker Stoff ist Treibhausgas und damit einen starken Einfluss auf die Planetentemperatur.

Auf dem Boden

Getrennt davon untersuchte ein Forscherteam die Zusammensetzung von die Planeten. Dies geschieht durch eine Kombination von Beobachtungen. Das Transite der Planeten, kombiniert mit ihrer Entfernung von der Stern, gibt uns ein Maß für ihre Größe. Angesichts ihrer Masse können wir Berechnen Sie ihre Dichte, die uns viel über ihre Wahrscheinlichkeit sagt Komposition.

Um die Masse zu erhalten, muss man normalerweise beobachten, wie viel jeder Planet hat Zieht den Stern auf seiner Umlaufbahn herum. Das war aber nicht möglich mit TRAPPIST-1, weil das Licht des Sterns so schwach ist. Stattdessen, Forscher haben untersucht, wie stark die Planeten aneinander ziehen andere. Dies zeigt sich in kleinen Variationen, wie lange eine Umlaufbahn dauert nimmt; manchmal wird ein Planet von seinen Nachbarn vorgezogen, andere mal wird es zurückgezogen.

Verwenden Sie diese Änderungen für zwei Planeten, um die Masse von a zu berechnen Planet ist einfache Physik. Für ein System mit sieben Planeten ist die Berechnungen werden ziemlich komplex, und es kann auch solche geben mehrere plausible Lösungen. Um mit TRAPPIST-1 umzugehen, legten die Autoren die wichtigsten Eigenschaften der Planeten in einen einzigen Vektor und lief die Vektor durch einen genetischen Algorithmus, der anders getestet Permutationen des Vektors, dann am erfolgreichsten rekombiniert. Das Ergebnis war eine optimierte Lösung, die die Massen von alle Planeten.

Some key properties of the seven TRAPPIST-1 planets, along with die vier innersten Planeten im Sonnensystem für  comparison.Vergrößern Einige Schlüsseleigenschaften der sieben TRAPPIST-1 Planeten, zusammen mit the four innermost planets in the Solar System forVergleich.NASA / JPL-Caltech / R. Hurt, T. Pyle (IPAC)

Die resultierenden Massen wurden dann verwendet, um die Wahrscheinlichkeit zu schließen Komposition. TRAPPIST-1 c und e scheinen felsige Körper zu sein, aber die Der Rest (b, d, f, g und h) scheint weniger dicht zu sein Komponenten. Dies können dicke Atmosphären, Wasser oder Eis sein Schale. Dieser nicht felsige Anteil ihrer Masse ist typischerweise geringer als fünf Prozent – das mag nicht viel erscheinen, ist aber weit mehr als das Ozeane und Atmosphäre der Erde vereint.

Kombiniert mit Daten zu ihrer Position relativ zum Stern Autoren schließen daraus, dass das nicht-felsige Material in b fast ist sicherlich in der Atmosphäre – wenn es Wasser gibt, wird es sein in Form von Wasserdampf, was sein niedriges ordentlich erklären würde Dichte. Planet d ist in der Nähe der Grenze für ein außer Kontrolle geratenes Gewächshaus, so könnte es leicht eine ähnliche wasserreiche Atmosphäre haben. Alternativ ist d einer der Planeten, die wahrscheinlich gekocht werden durch Induktionserwärmung aus dem Magnetfeld des Sterns, so dass die Treibhausgase sind möglicherweise nicht erforderlich, um die Ozeane abzukochen.

Weitere Lektüre

Das Magnetfeld des Sterns könnte Planeten der Wohnzone in Magma verwandeln Suppe

Die Planeten f, g und h könnten alle Ozeanwelten sein oder mit ihnen bedeckt sein Eisschalen, abhängig von der Menge der Treibhausgase in ihren Atmosphären.

Also, während wir noch kein vollständiges Bild dieser Planeten haben, man kommt langsam in sicht und die daten setzen ein paar Einschränkungen hinsichtlich der Interpretation weiterer Informationen erhalten. Unsere nächste Chance für große Verbesserungen könnte jedoch sein auf den Start des James Webb Space Telescope warten, geplant für nächstes Jahr.

Nature Astronomy, 2018. DOI: 10.1038 / s41550-017-0374-z (Über DOIs). Astronomie & Astrophysik, 2018. DOI noch nicht verfügbar.

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: :???: :?: :!: