Webb Telescope, yakındaki kayalık gezegenin önemli bir atmosferi olmadığını doğruladı

 TRAPPIST-1'in gezegenlerinden birine yakından bakıldığında, onun çıplak ve pişmekte olduğu görülüyor.

TRAPPIST-1 sisteminin iç kısmının nasıl görünebileceğinin bir örneği.

Bu noktada, "Dünya benzeri" genel etiketi altına giren birçok ötegezegen keşfettik. Kayalıktırlar ve çoğu, potansiyel olarak orta sıcaklıklara sahip olmak için ev sahibi yıldızlarından uzak mesafelerde yörüngede dönerler. Ama "beğenmek" orada çok iş yapıyor. Çoğu durumda, atmosferleri olup olmadığı hakkında hiçbir fikrimiz yok ve sera etkisi, atmosferin gezegenin sıcaklığı üzerinde büyük bir etkiye sahip olabileceği anlamına geliyor. Yani Dünya benzeri kategorisi, masif atmosferiyle Venüs gibi kuru, kavurucu cehennem manzaralarını ve ayrıca Mars gibi seyrek atmosferleri olan kuru, donmuş tundraları içerebilir.

Ama yavaş yavaş kayalık ötegezegenlerin atmosferlerini görüntüleme şansı elde ediyoruz. Ve bugün araştırmacılar, Webb Uzay Teleskobu'nu yakındaki bir yıldızın yörüngesindeki kayalık bir gezegene döndürmenin sonuçlarını yayınlıyorlar; bu, yeni donanımın gezegenden gelen ışığı bloke eden yıldızı algılayabilecek kadar hassas olduğunu gösteriyor. Sonuçlar, gezegenin çok az atmosferi olduğunu ve çoğunlukla yakındaki yıldızı tarafından pişirilmekten ısı yaydığını gösteriyor.

Ultra havalı cüce ve yedi gezegeni

TRAPPIST-1, Dünya'dan yaklaşık 40 ışıkyılı uzaklıkta küçük, kırmızımsı bir yıldızdır - astronomik terminolojide "aşırı soğuk bir cücedir". Yıldızın kendisi oldukça sıradan olsa da, şimdiye kadar toplam yedi tanesi tanımlanmış olan çok sayıda gezegene sahip olması dikkat çekicidir. Bunların hepsi, Güneş Sistemimizin iç kısmını işgal edenlere çok benzeyen küçük, kayalık cisimlerdir. Yıldız çok az ışık yayarken, gezegenlerin hepsi ona Merkür'ün Güneş'e olduğundan daha yakındır.

Bu, birçoğunu yaşanabilir bölge olarak adlandırılan, yıldızın yaydığı ısının gezegenin yüzeyinde sıvı suyun var olmasına izin verebileceği alanda bırakır. Ancak bu yine, eğer varsa, gezegenin atmosferinin özelliklerine bağlıdır. Ve bir cüce yıldıza bu kadar yakın gezegenlerin atmosferleri olmadığını düşünmek için sebepler var. Bir cüce yıldızın varoluşunun yaklaşık ilk milyar yılı boyunca, güçlü manyetik alanlarla korunmayan herhangi bir atmosferi yok edebilecek şiddetli patlamalara eğilimlidir.

Yıldız yerleştikten sonra jeolojik süreçlerin ikincil bir atmosfer yaratma şansı hala var. Ancak bu atmosferlerin oksijen veya karbondioksit açısından zengin olması ve hidrojen içeren moleküllerin çok az olması muhtemeldir.

Dolayısıyla TRAPPIST-1, ötegezegen atmosferleri hakkındaki bazı fikirlerimizi test etmek için harika bir fırsat -gerçekten yedi fırsat- sunuyor. Hem Hubble hem de Spitzer uzay teleskopları, Dünya ile TRAPPIST-1 arasından geçerken bazı gezegenlerin yakınından geçen bazı yıldız ışıklarını görüntüledi. Bu gözlemler, herhangi bir atmosfer belirtisi sağlamadı ve bu gezegenlerin üzerindeki herhangi bir gazın ne kadar kalın olabileceğine dair sınırlar belirledi.

Ancak bu ölçümlerde çok fazla belirsizlik var. Devasa aynası ve gelişmiş görüntüleme donanımıyla Webb Teleskopu, bazı TRAPPIST gezegenlerine ikinci kez bakmak için yeni bir fırsat sunuyor.

tek taraflı

Webb o kadar hassastır ki, tamamen farklı türden bir gözlemi mümkün kılar. Ötegezegen atmosferlerini görüntüleme girişimlerinin çoğu, gezegenleri sıyıran ev sahibi yıldızdan gelen ışığa dayanır ve bu nedenle orada bulunan herhangi bir atmosferden geçer. Bu, gezegenin ev sahibi yıldızın önünden geçmesine bağlıdır.

Bu yeni çalışma, gezegenin ev sahibi yıldızın arkasından geçmesine, başka bir deyişle yıldızın gezegeni tutmasına dayanıyor. Bunun gerçekleşmesinden kısa bir süre önce ve sonra, teleskop hem yıldızın kendisinden hem de gezegen tarafından yayılan veya yansıtılan herhangi bir ışıktan ışık alacaktır. Yıldızın çok daha parlak olduğu göz önüne alındığında, bu tür bir "ikincil tutulmayı" tespit etmek zordur. Ek olarak, Webb'in dedektörleri, herhangi bir karbondioksiti algılamasına izin verecek dalga boylarına duyarlıdır.

Bu ilk çalışma, yıldızın gezegenden görmemiz gereken herhangi bir ışıktan kabaca 1000 kat daha parlak olacağı en içteki gezegen TRAPPIST-1b'ye odaklandı. Neyse ki, her bir buçuk günde bir yörüngesini tamamlıyor ve başka hiçbir gezegenin herhangi bir şeyi gölgede bırakmaması gereken bir zamanda ikinci tutulmasını görüntülemek için pek çok fırsat sunuyor.

Çalışma, ikinci tutulmanın neden olduğu ışık düşüşünü, tutulmanın dışındaki ışığın ne kadarının gezegenden geldiğini anlamak için kullandı. Bu ışık, yansıyan ışığın ve Dünya'nın Güneş'ten aldığı radyasyonun kabaca dört katı kadar pişmiş olan gezegenden verilen ısının bir karışımı olacaktır. Ancak, kızılötesi görüntüleme ile tespit edilenlerin çoğu, öncelikle gezegenden yayılan ısıdır. Bunun yaklaşık olarak bir siyah cisim radyasyonu olduğunu varsayarak, bu radyasyonu üretmek için gereken gezegenin sıcaklığını tahmin etmek mümkündür.

Bu, bize muhtemelen atmosfer olmadığını söyleyen yaklaşık 500 K veya 230°C'lik bir sonuç üretti.

TRAPPIST-1b, bir tarafı sürekli olarak yıldıza bakacak, ışığı emecek ve ısıyı yayacak şekilde, ev sahibi yıldızına gelgitle kilitlenecek kadar yakındır. Ve nesnelerin geometrisine dayanarak, ikinci tutulmadan kısa bir süre önce ve sonra görüntüleyeceğimiz taraf bu.

Atmosfer varsa, yıldıza bakan tarafından yayılan ısının bir kısmını emecek ve onu gezegenin diğer tarafına taşıyacaktır. Bu, yıldıza bakan tarafın görünen sıcaklığını düşürür. Ancak, bu görüntülemeye dayalı olarak o tarafın görünür sıcaklığı, aldığı tüm enerjiyi uzaya geri salıyor olsaydı, kabaca beklediğiniz sıcaklıktır.

Hiçbirşey değil

Görüntülenen dalga boylarında görünmesi gereken herhangi bir karbondioksit belirtisi de yoktu. Yani, bu verilere göre, atmosfere dair hiçbir belirti yok. Ancak verilerde hala bazı belirsizlikler var, bu nedenle araştırmacılar, 0,1 bar basınç üretecek kadar kalın bir atmosferin mevcut olabileceğini tahmin ediyor. Bu kabaca Dünya atmosferinin onda biri kalınlığında ve Mars'ınkinden çok daha yoğun. Yani, çok misafirperver olmasa da, Güneş Sistemimizde sahip olduğumuz iki gezegenden daha önemli bir şey için hala potansiyel var.

Yine de, cüce yıldızların erken tarihindeki şiddetin, gezegenle birlikte oluşan ilk atmosferi ortadan kaldırabileceği fikrine uygundur. Ama bunu kural olarak kabul etmek için çok erken. Ne de olsa, yalnızca TRAPPIST-1 sisteminde incelenecek altı gezegen daha var ve çok fazla sonuca varmadan önce ek yıldızlara bakmak isteriz.