Νέα κλιματολογικά μοντέλα των επτά συναρπαστικών κόσμων του αστεριού TRAPPIST 1

Νέα έρευνα από μια ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής τον Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον παρέχει ενημερωμένα κλιματικά μοντέλα για επτά πλανήτες γύρω από το αστέρι TRAPPIST-1.

Δεν είναι όλα τα αστέρια σαν τον ήλιο, με αποτέλεσμα να μην μπορούν να μελετηθούν όλα τα πλανητικά συστήματα με τις ίδιες προσδοκίες. Το έργο, αυτό θα μπορούσε να βοηθήσει τους αστρονόμους να μελετήσουν αποτελεσματικότερα τους πλανήτες γύρω από τα αστέρια σε αντίθεση με τον ήλιο και να χρησιμοποιήσουν καλύτερα τους περιορισμένους και δαπανηρούς πόρους του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb, που αναμένεται να ξεκινήσει το 2021.

“Σχεδιάζουμε ασυνήθης ατμόσφαιρες, όχι μόνο υπό την προϋπόθεση ότι τα πράγματα που βλέπουμε στο ηλιακό σύστημα, θα τα δούμε με τον ίδιο τρόπο γύρω από ένα άλλο αστέρι”, δήλωσε ο Andrew Lincowski, διδακτορικός φοιτητής της UW και επικεφαλής ενός εγγράφου που δημοσιεύθηκε στην Astrophysical Journal. “Προχωρήσαμε σε αυτή την έρευνα για να δείξουμε πως μπορεί να μοιάζουν οι διαφορετικοί αυτοί τύποι ατμόσφαιρας”.

Η ομάδα βρήκε, ότι λόγω μιας εξαιρετικά ζεστής φωτεινής πρώιμης αστρικής φάσης, και οι επτά κόσμοι του αστεριού μπορεί να έχουν εξελιχθεί όπως η Αφροδίτη, με τυχόν πρώιμους ωκεανούς που μπορεί να είχαν εξατμιστεί και να άφησαν μια πυκνή και ακατοίκητη ατμόσφαιρα. Ωστόσο, ένας πλανήτης, ο TRAPPIST-1 e, θα μπορούσε να είναι ένας Γήινος κόσμος στον ωκεανό που αξίζει να μελετηθεί περαιτέρω.

Ο TRAPPIST-1, 39 έτη φωτός ή περίπου 235 τρισεκατομμύρια μίλια μακριά, είναι περίπου τόσο μικρός όσο ένα αστέρι. Ένα σχετικά δροσερό άστρο “M dwarf”, ο πιο συνηθισμένος τύπος στο σύμπαν,  έχει περίπου 9 % τη μάζα του ήλιου και περίπου το 12% την ακτίνα του. Το TRAPPIST-1 έχει ακτίνα μόνο λίγο μεγαλύτερη από τον πλανήτη Δία, αν και είναι πολύ μεγαλύτερος στη μάζα.

“Πρόκειται για μια ολόκληρη σειρά πλανητών που μπορούν να μας δώσουν μια εικόνα για την εξέλιξη των πλανητών, ειδικότερα γύρω από ένα αστέρι που είναι πολύ διαφορετικό από το δικό μας, με διαφορετικό φως να προέρχεται από αυτό”, δήλωσε ο Lincowski. “Είναι απλά ένα χρυσωρυχείο”.

Συνδυάζοντας την επίγεια κλιματική μοντελοποίηση με μοντέλα φωτοχημείας, οι ερευνητές προσομοίωσαν τις περιβαλλοντικές καταστάσεις για κάθε έναν από τους κόσμους του TRAPPIST-1.

Η μοντελοποίησή τους δείχνει ότι:

• Το TRAPPIST-1 b, το πλησιέστερο αστέρι, είναι ένας “φλεγόμενος” κόσμος πολύ ζεστός ακόμη και για σύννεφα θειικού οξέος, όπως στην Αφροδίτη.
• Οι πλανήτες c και d λαμβάνουν λίγο περισσότερη ενέργεια από το αστέρι τους απ’ ότι η Αφροδίτη και η Γη λαμβάνουν από τον ήλιο και θα μπορούσε να είναι σαν την Αφροδίτη, με μια πιο πυκνή και ακατοίκητη ατμόσφαιρα.
• Το TRAPPIST-1 e είναι το πιο πιθανό από τα επτά για να φιλοξενήσει υγρό νερό σε μια εύκρατη επιφάνεια και θα ήταν μια εξαιρετική επιλογή για περαιτέρω μελέτη με την προϋπόθεση της κατοίκησης του.
• Οι εξωτερικοί πλανήτες f, g και h θα μπορούσαν να είναι σαν την Αφροδίτη ή θα μπορούσε να είναι παγωμένο, ανάλογα με το πόσο νερό σχηματίστηκε στον πλανήτη κατά την εξέλιξή του.

Ο Lincowski τόνισε ότι στην πραγματικότητα, οποιοσδήποτε ή όλοι οι πλανήτες του TRAPPIST-1 θα μπορούσαν να είναι σαν την Αφροδίτη, με νερό ή ωκεανούς που έχουν εξατμιστεί. Εξήγησε ότι όταν το νερό εξατμίζεται από την επιφάνεια ενός πλανήτη, το υπεριώδες φως από το αστέρι διασπά τα μόρια του νερού, απελευθερώνοντας το υδρογόνο, που είναι το ελαφρύτερο στοιχείο και μπορεί να ξεφύγει από τη βαρύτητα ενός πλανήτη. Αυτό θα μπορούσε να αφήσει πίσω του πολύ οξυγόνο, το οποίο θα μπορούσε να παραμείνει στην ατμόσφαιρα του πλανήτη.

Ο Lincowski επισημαίνει ότι η έρευνα αυτή έγινε περισσότερο με προσοχή στην εξέλιξη του κλίματος παρά στο αν μπορεί κάποιος πλανήτης να κατοικηθεί.

Η ομάδα του Lincowski αποτελείται από τους David Crisp του εργαστηρίου εκτόξευσης αεριωθουμένων στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνιας, Tyler Robinson του Πανεπιστημίου της Βόρειας Αριζόνα, Rodrigo Luger του Ινστιτούτου Flatiron στη Νέα Υόρκη και Giada Arney της NASA / Goddard Space Flight Center στο Greenbelt, Maryland.

Η ομάδα χρησιμοποίησε την υποδομή αποθήκευσης και δικτύωσης που παρέχεται από το σύστημα υπέρυθρων υπολογιστών Hyak στο UW. Ο Lincowski έλαβε επίσης υποστήριξη από τη NASA στο πλαίσιο του Προγράμματος Γης και Διαστημικής Επιστήμης. Το έργο επωφελήθηκε από τη συμμετοχή των ερευνητών στο δίκτυο συντονισμού της έρευνας της NASA Nexus για την Επιστήμη των Εξωπλανήτων (NExSS).

Επιμέλεια Κειμένου: Κατερίνα Καλτσά