Bu sanatçının konsepti, sıcak kayalık ötegezegen TRAPPIST-1 c’nin bu çalışmaya dayanarak nasıl görünebileceğini gösteriyor. TRAPPIST-1 sistemindeki bilinen yedi gezegenden ikincisi olan TRAPPIST-1 c, yıldızının yörüngesinde 0,016 AU (yaklaşık 1,5 milyon mil) uzaklıkta döner ve bir turunu yalnızca 2,42 Dünya gününde tamamlar. TRAPPIST-1 c, Dünya’dan biraz daha büyüktür, ancak yaklaşık olarak aynı yoğunluğa sahiptir, bu da kayalık bir bileşime sahip olması gerektiğini gösterir. Webb’in TRAPPIST-1c tarafından yayılan 15 mikronluk orta kızılötesi ışık ölçümü, gezegenin ya çıplak kayalık bir yüzeye ya da çok ince bir karbondioksit atmosferine sahip olduğunu gösteriyor. Arka planda gösterilen, TRAPPIST-1 sisteminin en içteki gezegeni olan TRAPPIST-1 b’dir. TRAPPIST-1b de kayalıktır ve önemli bir atmosferi yok gibi görünmektedir. TRAPPIST-1 yıldızı, yalnızca 2.550 Kelvin (yaklaşık 4.150 Fahrenheit derece) sıcaklığa ve güneşin kütlesinin yalnızca 0,09 katı bir kütleye sahip ultra soğuk bir kırmızı cücedir (M cüce). Bu çizim, Webb’in Orta Kızılötesi Enstrümanı (MIRI) tarafından toplanan yeni verilere ve diğer yer ve uzay tabanlı teleskoplardan önceki gözlemlere dayanmaktadır. Webb gezegenin herhangi bir görüntüsünü yakalamadı. Kredi: İllüstrasyon: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI); Bilim: Sebastian Zieba (MPI-A), Laura Kreidberg (MPI-A)
TRAPPIST-1 c’nin kızılötesi ölçümleri, muhtemelen bir zamanlar hayal edildiği gibi Venüs benzeri olmadığını gösteriyor.
NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu, Dünya’dan 40 ışıkyılı uzaklıkta kırmızı bir cüce yıldızın yörüngesinde dönen bir ötegezegen olan TRAPPIST-1 c’den yayılan ısıyı başarıyla ölçtü. Yaklaşık 225 derece Fahrenheit gündüz sıcaklığıyla, bu yöntemle karakterize edilen şimdiye kadarki en soğuk kayalık gezegendir.
Ne yazık ki, TRAPPIST-1 sisteminin bizimkine gerçek bir analog olduğunu umanlar için sonuçlar biraz hayal kırıklığı yaratıyor. TRAPPIST-1 c, kabaca Venüs ile aynı boyut ve kütleye sahip olmasına ve yıldızından aynı miktarda radyasyon almasına rağmen, aynı kalın karbondioksit atmosferine sahip olması pek olası görünmüyor. Bu, gezegenin ve belki de bir bütün olarak sistemin çok az suyla oluşmuş olabileceğini gösterir. Sonuç, gezegen atmosferlerinin bir kırmızı cüce yıldızın şiddetli çevresinde hayatta kalıp kalamayacağını belirleme arayışındaki en son gelişmedir.
Uluslararası bir araştırma ekibi, kayalık dış gezegen TRAPPIST-1 c’den gelen ısı enerjisi miktarını hesaplamak için NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nu kullandı. Sonuç, gezegenin atmosferinin – eğer varsa – son derece ince olduğunu gösteriyor.
TRAPPIST-1 c, kabaca 380 Kelvin (yaklaşık 225 Fahrenheit derece) gündüz sıcaklığıyla, termal emisyona dayalı olarak şimdiye kadar karakterize edilen en soğuk kayalık ötegezegendir. Bu ölçümler için gereken kesinlik, Webb’in kendi güneş sistemimizdekilere benzer boyut ve sıcaklıktaki kayalık ötegezegenleri karakterize etmedeki faydasını da göstermektedir.
Sonuç, galaksideki en yaygın yıldız türü olan TRAPPIST-1 gibi küçük kırmızı cücelerin yörüngesinde dönen gezegenlerin, bildiğimiz şekliyle yaşamı desteklemek için gereken atmosferleri sürdürüp sürdüremeyeceğini belirlemede bir başka adımı işaret ediyor.
Almanya’daki Max Planck Astronomi Enstitüsü’nde yüksek lisans öğrencisi ve bugün yayınlanan sonuçların ilk yazarı Sebastian Zieba, “Kayalık gezegenlerin atmosferleri olup olmadığını bilmek istiyoruz” dedi. Doğa. “Geçmişte, yalnızca kalın, hidrojen açısından zengin atmosferlere sahip gezegenleri gerçekten inceleyebiliyorduk. Webb ile nihayet oksijen, nitrojen ve karbondioksitin hakim olduğu atmosferleri aramaya başlayabiliriz.”
Yine Max’ten ortak yazar Laura Kreidberg, “TRAPPIST-1 c ilginç çünkü temelde bir Venüs ikizi: Venüs ile yaklaşık aynı boyutta ve ev sahibi yıldızından Venüs’ün güneşten aldığına benzer miktarda radyasyon alıyor” dedi. planck. “Venüs gibi kalın bir karbondioksit atmosferine sahip olabileceğini düşündük.”
TRAPPIST-1 c, Dünya’dan 40 ışıkyılı uzaklıkta ultra soğuk bir kırmızı cüce yıldızın (veya M cücesinin) yörüngesinde dönen yedi kayalık gezegenden biridir. Gezegenler büyüklük ve kütle olarak kendi güneş sistemimizdeki içteki kayalık gezegenlere benzer olsa da, gerçekte benzer atmosferlere sahip olup olmadıkları açık değildir. Yaşamlarının ilk milyar yılı boyunca, M cüceleri, genç bir gezegen atmosferini kolayca yok edebilen parlak X-ışınları ve ultraviyole radyasyon yayarlar. Ek olarak, gezegenler oluştuğunda önemli atmosferler oluşturmak için yeterli su, karbondioksit ve diğer uçucu maddeler mevcut olabilir veya olmayabilir.
Ekip, bu soruları yanıtlamak için MIRI’yi (Webb’in Orta Kızılötesi Enstrümanı) kullanarak TRAPPIST-1 sistemini, gezegen yıldızın arkasında hareket ederken, ikincil tutulma olarak bilinen bir fenomen olarak dört ayrı durumda gözlemledi. Ekip, gezegenin yıldızın arkasında olduğu zamanki parlaklığı (yalnızca yıldız ışığı) gezegenin yıldızın yanında olduğu zamanki parlaklığıyla (yıldız ve gezegenden gelen ışık birlikte) karşılaştırarak, dalga boylarına sahip orta kızılötesi ışık miktarını hesaplayabildi. Gezegenin gündüz tarafından verilen 15 mikron.
Bu yöntem, başka bir araştırma ekibinin sistemin en içteki gezegeni olan TRAPPIST-1b’nin muhtemelen herhangi bir atmosferden yoksun olduğunu belirlemek için kullandığı yöntemle aynıdır.
Bir gezegen tarafından yayılan orta-kızılötesi ışığın miktarı, atmosferden etkilenen sıcaklığıyla doğrudan ilişkilidir. Karbon dioksit gazı tercihen 15 mikronluk ışığı emer ve gezegenin bu dalga boyunda daha sönük görünmesine neden olur. Ancak bulutlar ışığı yansıtarak gezegenin daha parlak görünmesini sağlayabilir ve karbondioksit varlığını maskeleyebilir.
Ek olarak, herhangi bir bileşime sahip önemli bir atmosfer, ısıyı gündüz tarafından gece tarafına yeniden dağıtacak ve gündüz tarafı sıcaklığının atmosfer olmadan olacağından daha düşük olmasına neden olacaktır. (TRAPPIST-1 c, yıldızına çok yakın – Venüs ile güneş arasındaki mesafenin yaklaşık 1/50’si kadar – yörüngede döndüğü için, bir tarafı sürekli gün ışığında ve diğer tarafı sonsuz karanlıkta olacak şekilde gelgit kilitli olduğu düşünülüyor.)
Bu ilk ölçümler TRAPPIST-1 c’nin doğası hakkında kesin bilgi vermese de olası olasılıkları daraltmaya yardımcı olur. “Sonuçlarımız, gezegenin atmosferi olmayan çıplak bir kaya olması veya gezegenin gerçekten ince bir CO’ya sahip olmasıyla tutarlıdır.2 Atmosferi (Dünya’dakinden ve hatta Mars’takinden daha ince) bulutsuz” dedi Zieba.2 atmosferde olsaydı, gerçekten sığ bir ikincil tutulma gözlemlerdik ya da hiç gözlemlemezdik. Bunun nedeni, CO2 15 mikronluk ışığın tamamını emecek, böylece gezegenden gelen herhangi bir şey tespit etmeyeceğiz.”
Veriler ayrıca, gezegenin kalın bir CO ile gerçek bir Venüs benzeri olmasının pek olası olmadığını gösteriyor.2 atmosfer ve sülfürik asit bulutları.
Kalın bir atmosferin olmaması, gezegenin nispeten az suyla oluşmuş olabileceğini düşündürür. Benzer koşullar altında daha soğuk, daha ılıman TRAPPIST-1 gezegenleri oluştuysa, onlar da bir gezegeni yaşanabilir hale getirmek için gerekli olan çok az su ve diğer bileşenlerle başlamış olabilir.
Bu kadar uzaktaki bu kadar küçük bir gezegendeki çeşitli atmosferik senaryoları ayırt etmek için gereken hassasiyet gerçekten dikkate değer. Webb’in ikinci tutulma sırasında parlaklıkta tespit ettiği azalma sadece yüzde 0,04’tü: 10.000 minik ampulden oluşan bir ekrana bakıp sadece dördünün söndüğünü fark etmeye eşdeğer.
Kreidberg, “Bunu ölçebilmemiz olağanüstü” dedi. “On yıllardır, kayalık gezegenlerin atmosferi koruyup koruyamayacağına dair sorular var. Webb’in yeteneği, bizi, daha önce hiç sahip olmadığımız bir şekilde, ötegezegen sistemlerini güneş sistemimizle karşılaştırmaya başlayabileceğimiz bir rejime getiriyor.”
Bu araştırma, Webb’in TRAPPIST-1 sistemini tam olarak karakterize etmeye yardımcı olmak için tasarlanmış, Webb’in ilk bilim yılındaki sekiz programından biri olan Genel Gözlemciler (GO) programı 2304’ün bir parçası olarak yürütülmüştür. Bu yıl, araştırmacılar TRAPPIST-1 b ve TRAPPIST-1 c’nin tam yörüngelerini gözlemlemek için bir takip araştırması yürütecekler. Bu, iki gezegenin sıcaklıklarının gündüzden geceye nasıl değiştiğini görmeyi mümkün kılacak ve atmosferleri olup olmadığı konusunda daha fazla kısıtlama sağlayacaktır.
Araştırma yayınlandı Doğa.
Daha fazla bilgi:
Sebastian Zieba, Kayalık ötegezegen TRAPPIST-1 c’de yoğun bir karbondioksit atmosferi yok, Doğa (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06232-z. www.nature.com/articles/s41586-023-06232-z
Alıntı: Webb, 19 Haziran 2023 tarihinde https://phys.org/news/2023-06-webb-thick-carbon-dioxide-atmosphere.html adresinden alınan kayalık ötegezegen (2023, 19 Haziran) için kalın karbondioksit atmosferini dışlıyor.
Bu belge telif haklarına tabidir. Kişisel çalışma veya araştırma amaçlı adil ticaret dışında, yazılı izin olmaksızın hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik sadece bilgilendirme amaçlıdır.