Zinātnieki ir atklājuši, ka potenciāli apdzīvojamai planētai ir noņemta atmosfēra, kas galu galā var padarīt pasauli, Trappist-1e, neapdzīvojamu. Šķiet, ka abstrakciju izraisa elektriskās strāvas, kas rodas planētai skrienot ap savu sarkano punduru zvaigzni.
Tas ir nozīmīgs atklājums, jo sistēma Trappist-1, kurā šī eksoplaneta riņķo ap mazo sarkano pundurzvaigzni, ir bijis viens no primārajiem mērķiem citplanētiešu dzīvības meklējumos. No septiņām akmeņainām, Zemei līdzīgajām pasaulēm sistēmā vismaz trīs atrodas apdzīvojamajā zonā, ap zvaigzni, kurā nav ne pārāk karsts, ne pārāk auksts, lai planēta varētu uzturēt šķidru ūdeni.
Tomēr planēta bez atmosfēras nevar saturēt šķidru ūdeni, pat ja tā atrodas apdzīvojamajā zonā, kas pazīstama arī kā “Zelta spārna zona”. Tas liecina, ka, lai gan Trappist-1e var atrasties sarkanā pundura Trappist-1 apdzīvojamajā zonā, kas atrodas 40 gaismas gadu attālumā no Zemes, tā apdzīvojamība var būt īslaicīga.
Tā pati parādība, kas ietekmē Trappist-1e atmosfēru, varētu ietekmēt arī citu planētu atmosfēru šajā apdzīvojamā zonā, kas ir slikta ziņa par iespēju atrast dzīvību šajā sistēmā.
Saistīts: Šķiet, ka eksoplanētai TRAPPIST-1 nav atmosfēras, un patiesība, iespējams, slēpjas tās zvaigznē, atklāj Džeimsa Veba kosmiskais teleskops.
Metodes eksoplanetas atmosfēras noņemšanai
Trappist-1e ir aptuveni Zemes lielumā, tomēr tā masa ir aptuveni 0,7 reizes lielāka par mūsu planētas masu. Tā ir ceturtā planēta no savas zvaigznes, un tā griežas tikai 0,028 reizes par attālumu starp Zemi un Sauli, un tā veic vienu apgriezienu tikai 6,1 Zemes dienā.
Neskatoties uz šo tuvumu, jo Trappist-1 ir daudz mazāks un vēsāks par Sauli, tā apdzīvojamā zona ir daudz tuvāk tās virsmai nekā mūsu zvaigznes apdzīvojamā zona. Šajā nolūkā šķiet, ka TRAPPIST-1e atmosfēru izjauc nevis šī sarkanā pundura starojums, bet gan lādētu daļiņu vējš, kas izplūst no zvaigznes, ko sauc par “zvaigžņu vējiem”.
“Mēs apskatījām, kā mainās kosmosa laikapstākļi planētas orbītā, TRAPPIST-1e ļoti ātri pārvietojoties starp ļoti dažādiem zvaigžņu vēja apstākļiem un spiedieniem, izraisot planētas magnētiskā lauka pulsējošu saspiešanu un relaksāciju,” sacīja Sesīlija Garafo. komanda. Space.com pastāstīja Hārvardas un Smitsona universitātes loceklis un astrofiziķis. “Tas atmosfēras augšējos slāņos – jonosfērā – rada spēcīgas elektriskās strāvas, kas silda atmosfēru tāpat kā elektriskais sildītājs.”
Zeme piedzīvo arī izmaiņas saules vējā, kas izraisa līdzīgu mūsu atmosfēras pieaugumu, skaidroja Jarrafo. Atšķirība ir tāda, ka siltums, ko izjūt TRAPPIST-1e, ir līdz pat 100 000 reižu spēcīgāks nekā siltums, ko Zeme piedzīvo saules vēja ietekmē. Tas ir tāpēc, ka Trappist-1e ātri pārvietojas ap savu zvaigzni, un šī kustība virza spēcīgas jonosfēras strāvas, kas izkliedē un rada intensīvu siltumu, ko komanda sauc par “uz sprieguma vērstu džoula sildīšanu”.
Lai gan komanda gaidīja šo efektu 2017. gadā, pētnieki bija pārsteigti par to, cik spēcīgi viņi to ir atklājuši tagad.
“Tas var būt tik spēcīgs TRAPPIST-1e, ka siltums iztvaiko augšējos atmosfēras slāņus,” sacīja Jarrafo. “Miljoniem gadu šīs parādības dēļ planēta var zaudēt visu savu atmosfēru.”
Komandas pētījumi liecina, ka planētai ir vairāk nekā divi veidi, kā zaudēt atmosfēru.
Lovelas Kosmosa zinātnes un tehnoloģiju centra komandas loceklis un pētnieks Ofers Koens portālam Space.com pastāstīja, ka parasti tiek uzskatīts, ka eksoplanētu atmosfēru zudumu izraisa kāds ārējs process. Tie ietver spēcīgu starojumu no zvaigznes, kas var izraisīt atmosfēras uzkaršanu un izkļūšanu, vai lādētas daļiņas zvaigžņu vējā, kas met prom planētas, radot spēcīgu atdalīšanas efektu.
“Šajā gadījumā sasilšanu un no tā izrietošo atmosfēras zudumu izraisa tikai planētas straujā kustība. Tātad planēta ir nolemta zaudēt atmosfēru, tikai pārvietojoties,” sacīja Koens. “It kā esam pārāk slinki, lai notīrītu sniegu no savas automašīnas jumta, un mēs sākam braukt, cerot, ka gaiss, kas pārvietojas ap automašīnu, paveiks darbu mūsu vietā un noņems sniegu – vismaz tā mēs darām Bostonas apgabalā.
“Manuprāt, ir forši, ka planētas var to izdarīt ar savu atmosfēru.”
Kā ar pārējām Trappist-1 planētām?
Uz Zemes magnetosfēra aizsargā mūsu atmosfēru, novirzot lādētās daļiņas uz leju magnētiskā lauka līnijām un ārpus mūsu planētas. Marsam, kuram nav spēcīga magnētiskā lauka, atmosfēru ir atņēmuši saules vēji un skarbā saules radiācija. Faktiski Sarkanā planēta, iespējams, ir zaudējusi ūdeni kosmosā.
Tiek uzskatīts, ka Trappist-1e ir arī magnetosfēra, taču šie rezultāti liecina, ka ar to var nepietikt, lai novērstu atmosfēras noņemšanu.
“Parasti planētas magnētiskais lauks darbojas kā aizsargājošs burbulis, bet ap TRAPPIST-1e šis burbulis ir apdraudēts,” sacīja Garafo. “Planētas magnētiskais lauks savienojas ar zvaigznes magnētisko lauku, radot ceļus, kas ļauj zvaigznes daļiņām trāpīt planēta tieši.” “Tas ne tikai noņem atmosfēru, bet arī to ievērojami sasilda, padarot TRAPPIST-1e un tā kaimiņus neaizsargātus pret visas atmosfēras zudumu.”
Trappist-1e ir ceturtā planēta no sarkanās pundurzvaigznes, kas atrodas šīs aizraujošās akmeņaino pasauļu planētu sistēmas centrā. Astronomi jau iepriekš bija atklājuši, ka Trappist-1b, zvaigznei tuvākā eksoplanēta, šķiet, jau ir zaudējusi atmosfēru.
Komanda uzskata, ka elektriskā potenciāla izraisītā Džoula apkure var ietekmēt arī Trappist-1f un Trappist-1g, atņemot tiem arī atmosfēru, lai gan mazākā mērā nekā ar Trappist-1e. Tas ir tāpēc, ka attālums starp Zemi un Sauli no zvaigznes ir attiecīgi 0,038 un 0,04683 reizes, un šīs planētas caur sarkanā pundura zvaigžņu vēju pārvietojas lēnāk nekā Trappist-1e.
“Planētām, kas atrodas tuvu TRAPPIST-1, būs ekstrēmāks liktenis, un planētām, kas atrodas tālāk no tā, būs nedaudz labdabīgāks liktenis,” sacīja Džarrafo. “Es domāju, ka visām Trappist-1 planētām būtu grūti noturēties jebkurā atmosfērā.”
Komandas atklājumiem varētu būt ietekme ārpus Trappist-1 sistēmas, kā arī apdzīvojamu eksoplanetu un dzīvības meklējumos ārpus Saules sistēmas. Viņi norāda, ka eksoplanetas, kas atrodas tuvu savām zvaigznēm, visticamāk, zaudēs atmosfēru, pat ja tās atrodas šīs zvaigznes apdzīvojamajā zonā.
Rezultāti varētu arī palīdzēt ieteikt, kuras zvaigznes varētu uzņemt planētas, kas satur molekulas, kas norāda uz dzīvības klātbūtni: biomarķieri.
“Mūsu pētījumi liecina, ka šādas mazmasas saimniekzvaigznes var nebūt visdaudzsološākās planētu ar atmosfēru uzņemšanai,” secināja Jarravo. “Noteikt saimniekzvaigznes, kas varētu atbalstīt apdzīvojamas planētas, un uzraudzīt šos atmosfēras tranzītus, izmantojot Džeimsa Veba kosmosa teleskopu un nākotnes observatorijas, kā arī izstrādāt tehnoloģiju, lai interpretētu šos rezultātus biomarķieru izteiksmē.”
Komandas pētījums tika publicēts 16. februārī Astrofizikas žurnāls.
