La suspense ci sta uccidendo. Il prossimo pianeta nel sistema TRAPPIST riceve il trattamento JWST

Il sistema TRAPPIST-1 è il gruppo di esopianeti più eccitante mai scoperto dagli astronomi. Il sistema contiene sette pianeti rocciosi in orbita attorno a una stella nana rossa molto fredda a circa 40 anni luce dalla Terra. Molti pianeti si trovano nella zona abitabile della stella.

Con la capacità del James Webb Space Telescope di rilevare e studiare le atmosfere di pianeti lontani in orbita attorno ad altre stelle, i dati sui pianeti TRAPPIST sono stati molto attesi. Ora gli astronomi hanno rilasciato informazioni dettagliate sul secondo pianeta, TRAPPIST-1c, che dovrebbe essere un mondo simile a Venere. A differenza di Venere, JWST non è riuscito a rilevare alcuna traccia di una spessa atmosfera di anidride carbonica.

“Ero un po’ triste per non aver visto una densa atmosfera di anidride carbonica, ma sono soprattutto stupito che JWST sia in grado di rilevare segnali come questo.” La dottoressa Laura Kreidberg su Twitter. È direttrice di APEx (Exoplanet Atmospheric Physics) presso il Max Planck Institute for Astronomy in Germania e coautrice di Un nuovo articolo pubblicato oggi sulla rivista Nature. “Stiamo davvero entrando nell’era della caratterizzazione degli esopianeti rocciosi!… Questo pianeta ha le stesse dimensioni e la stessa radiazione di Venere, ma la sua atmosfera *non* è come Venere. Potrebbe essere un’atmosfera sottile senza molta CO2, o potrebbe essere roccia nuda Come T1b [TRAPPIST 1 b]. “

Nel marzo 2023, gli astronomi hanno condiviso i dati JWST su TRAPPIST-1 b, il pianeta più interno. La sua distanza orbitale è circa un centesimo di quella della Terra, e quindi non è all’interno della zona abitabile del sistema. JWST non ha rilevato alcuna atmosfera, il che era inaspettato a causa delle condizioni infernali di essere così vicino alla stella.

Tutti i pianeti del sistema TRAPPIST-1 sono stati precedentemente osservati utilizzando i telescopi spaziali Hubble e Spitzer e, ad oggi, non sono state rilevate caratteristiche atmosferiche. Tuttavia, gli astronomi non potevano escludere questa possibilità. Con le capacità a infrarossi di JWST, ha la capacità di rilevare molecole “pesanti” come anidride carbonica, ossigeno e metano, e quindi ha la capacità di determinare se i pianeti TRAPPIST-1 hanno atmosfere e, in tal caso, cosa sono fatto di. .

In orbita attorno alla sua stella a una distanza di 0,016 UA (circa 2,4 milioni di chilometri, 1,5 milioni di miglia), TRAPPIST-1 c completa un’orbita in soli 2,42 giorni terrestri. TRAPPIST-1 c è leggermente più grande di quello terrestre, ma ha all’incirca la stessa densità, il che indica che deve avere una composizione rocciosa. Una misurazione JWST della luce nel medio infrarosso da 15 micron emessa da TRAPPIST-1 c indica che il pianeta ha una superficie rocciosa esposta o un’atmosfera di anidride carbonica molto sottile.

“Vogliamo sapere se i pianeti rocciosi hanno o meno atmosfere”, ha detto Sebastien Zeba, uno studente laureato di Max Planck e primo autore del nuovo articolo. In un comunicato stampa della NASA. In passato, potevamo studiare solo pianeti con atmosfere spesse e ricche di idrogeno. Con Webb, possiamo finalmente iniziare a cercare atmosfere dominate da ossigeno, azoto e anidride carbonica”.

Zieba e il suo team hanno utilizzato il MIRI (strumento JWST a medio infrarosso) per osservare il sistema TRAPPIST-1 in quattro diverse occasioni (il 27 e 30 ottobre e il 6 e 30 novembre 2022) mentre il pianeta 1c si muoveva dietro la stella, un fenomeno noto come un’eclissi secondaria. . Confrontando la luminosità quando il pianeta è dietro la stella (solo luce stellare) con la luminosità quando il pianeta è vicino alla stella (luce della stella e del pianeta combinati), il team è stato in grado di calcolare la quantità di luce nel medio infrarosso a Le lunghezze d’onda di 15 micron che il pianeta sta emettendo.

ha detto la NASA La quantità di luce nel medio infrarosso emessa da un pianeta è direttamente correlata alla sua temperatura, che a sua volta è influenzata dall’atmosfera. L’anidride carbonica assorbe preferenzialmente la luce di 15 micron, il che fa apparire il pianeta più debole a questa lunghezza d’onda. Tuttavia, le nuvole possono riflettere la luce, facendo apparire il pianeta più luminoso e mascherando la presenza di anidride carbonica.

Inoltre, un’atmosfera intrinseca di qualsiasi composizione ridistribuirebbe il calore dal lato giorno al lato notte, facendo sì che la temperatura sul lato giorno sia inferiore a quella che sarebbe senza atmosfera. Poiché TRAPPIST-1c orbita così vicino alla sua stella – circa 1/50 della distanza tra Venere e il Sole – si pensa che sia bloccato dalle maree, con un lato nella luce del giorno perenne e l’altro nell’oscurità senza fine.

“I nostri risultati sono coerenti con il fatto che il pianeta sia una roccia nuda senza atmosfera, o che il pianeta abbia un’atmosfera di anidride carbonica molto sottile (più sottile dell’atmosfera sulla Terra o persino su Marte) senza nuvole”, ha detto Ziba. “Se il pianeta avesse una spessa atmosfera di anidride carbonica, avremmo osservato eclissi secondarie molto superficiali, o nessuna eclissi. Questo perché l’anidride carbonica assorbirebbe tutti i 15 micron di luce, quindi non rileveremmo alcuna luce proveniente da il pianeta.”

nel loro giornale, Il team ha detto che “l’assenza di pesanti, CO₂– La ricca atmosfera di TRAPPIST-1? c indica una storia di formazione scarsa e relativamente volatile … Se tutti i pianeti nel sistema si sono formati allo stesso modo, ciò indica uno stock limitato di volatili per pianeti potenzialmente abitabili nel sistema. ”

Kreidberg ha detto su Twitter La quantità di acqua alla formazione di TRAPPIST-1c sarebbe inferiore a 10 oceani terrestri. “Questo potrebbe indicare un modello di formazione planetaria che non è particolarmente ricco di acqua (sebbene non garantisca che c sarà in modo simile agli esopianeti)”, ha detto.

Entro la fine dell’anno, ha affermato la NASA, i ricercatori condurranno una sonda di follow-up per osservare le orbite complete dei motori TRAPPIST-1 b e TRAPPIST-1 c. Ciò consentirebbe di vedere come cambiano le temperature dal lato diurno a quello notturno di due pianeti e fornirebbe maggiori vincoli sulla presenza o meno di atmosfere. Inoltre, verranno osservati anche altri pianeti TRAPPIST-1. Quindi, resta sintonizzato per l’imminente rilascio di dati entusiasmanti.