Κλιματικά μοντέλα για τους επτά πλανήτες οι οποίοι βρίσκονται σε τροχιά γύρω από το άστρο TRAPPIST-1 δημιούργησαν αστρονόμοι του University of Washington.
Η συγκεκριμένη δουλειά μπορεί να βοηθήσει στην καλύτερη μελέτη πλανητών (εξωπλανητών) που βρίσκονται σε άστρα διαφορετικά από τον ήλιο, καθώς και στην καλύτερη αξιοποίηση των δεδομένων που θα προκύπτουν από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, που αναμένεται να εκτοξευτεί το 2021.
«Δημιουργούμε μοντέλα για άγνωστες ατμόσφαιρες, όχι απλά θεωρώντας ότι αυτά που βλέπουμε στο ηλιακό σύστημα θα μοιάζουν όπως μοιάζουν γύρω από ένα άλλο άστρο» είπε ο Άντριου Λινκόβσκι, διδακτορικός του UW και lead author επισημονικού άρθρου που δημοσιεύτηκε την 1η Νοεμβρίου στο Astrophysical Journal. «Κάναμε αυτή την έρευνα για να δείξουμε πώς θα μπορούσαν να μοιάζουν αυτοί οι διαφορετικοί τύποι ατμοσφαιρών» ανέφερε.
Η ομάδα των ερευνητών διαπίστωσε πως, εξαιτίας μιας εξαιρετικά θερμής και φωτεινής πρώιμης αστρικής φάσης, και οι επτά κόσμοι του άστρου ενδεχομένως να εξελίχθηκαν όπως η Αφροδίτη - με πιθανούς αρχαίους ωκεανούς να εξατμίζονται, αφήνοντας πίσω πυκνές, αφιλόξενες ατμόσφαιρες. Ωστόσο, ένας πλανήτης, ο TRAPPIST-1 e, θα μπορούσε να είναι ένας κόσμος με ωκεανούς σαν τη Γη, ο οποίος αξίζει περαιτέρω μελέτη, όπως έχουν δείξει προηγούμενες έρευνες.
Ο TRAPPIST-1, 39 έτη φωτός ή περίπου 235 τρισεκατομμύρια μίλια μακριά, είναι ένα πολύ μικρό άστρο, ένας σχετικά ψυχρός «νάνος Μ», το πιο κοινό είδος στο σύμπαν, με περίπου το 9% της μάζας του ήλιου μας και γύρω στο 12% της ακτίνας του. Και οι επτά πλανήτες έχουν περίπου το μέγεθος της Γης, και τρεις από αυτούς - οι e,f και g - θεωρείται πως βρίσκονται στην κατοικήσιμη ζώνη: Την περιοχή του διαστήματος γύρω από ένα άστρο όπου ένας βραχώδης πλανήτης θα μπορούσε να έχει νερό σε υγρή μορφή στην επιφάνειά του, δημιουργώντας πιθανότητες για την ύπαρξη ζωής. Ο d βρίσκεται στην εσωτερική άκρη της ζώνης, ενώ o h είναι αμέσως έξω από την εξωτερική.
Προηγούμενες έρευνες έχουν δημιουργήσει μοντέλα για τους κόσμους του TRAPPIST-1, σημείωσε ο Λινκόβσκι. Ωστόσο, ο ίδιος και η ομάδα του «προσπάθησαν να κάνουν την πιο εκτενή δημιουργία φυσικών μοντέλων που ήταν δυνατή από άποψης ακτινοβολίας και χημείας, προσπαθώντας να επιτύχουν τη φυσική και τη χημεία τους όσο το δυνατόν σωστότερα».
Τα μοντέλα ακτινοβολίας και χημείας δημιουργούν φασματικές (μήκους κύματος) «υπογραφές» για κάθε δυνατό ατμοσφαιρικό αέριο, επιτρέποντας σε παρατηρητές να προβλέπουν καλύτερα πού πρέπει να αναζητούν τέτοια αέρια σε ατμόσφαιρες εξωπλανητών. Ο Λινκόβσκι είπε πως, όταν ανιχνεύονται ίχνη αερίων από το James Webb ή άλλα, κάποια στιγμή «οι αστρονόμοι θα χρησιμοποιούν τις διακυμάνσεις που παρατηρούν στο φάσμα για να διαπιστώνουν ποια αέρια είναι παρόντα. Κατόπιν, θα συγκρίνουν αυτά τα δεδομένα με δουλειές σαν τις δικές μας, για να βγάζουν συμπεράσματα για τη σύνθεση, το περιβάλλον και ίσως την εξελικτική ιστορία του πλανήτη».
Ο συνδυασμός γήινων κλιματικών μοντέλων με μοντέλα φωτοχημείας έδειξε πως ο b, ο κοντινότερος στο άστρο πλανήτης, είναι ένας φλεγόμενος κόσμος, πολύ θερμός για τη δημιουργία ακόμα και νεφών θειϊκού οξέος. Οι c και d λαμβάνουν λίγο περισσότερη ενέργεια από το άστρο από ό,τι η Αφροδίτη και η Γη από τον ήλιο μας, και θα μπορούσαν να μοιάζουν με την Αφροδίτη, έχοντας πυκνή, αφιλόξενη ατμόσφαιρα. Ο e είναι ο πιο πιθανός υποψήφιος για να έχει νερό σε υγρή μορφή στην επιφάνεια, και θα ήταν πολύ καλή επιλογή για περαιτέρω μελέτες ως προς την κατοικησιμότητά του. Οι f, g και h θα μπορούσαν να μοιάζουν με την Αφροδίτη ή θα μπορούσαν να είναι παγωμένοι - ανάλογα με το πόσο νερό σχηματίστηκε στον κάθε πλανήτη κατά την εξέλιξή του.
Ο Λινκόβσκι σημείωσε πως στην πραγματικότητα όλοι οι πλανήτες του TRAPPIST-1 θα μπορούσαν να μοιάζουν με την Αφροδίτη, με αρχαία νερά ή ωκεανούς να έχουν εξαφανιστεί στο μακρινό παρελθόν. Όπως εξήγησε, όταν το νερό εξατμίζεται από την επιφάνεια ενός πλανήτη, υπεριώδες φως από το άστρο διασπά τα μόρια νερού απελευθερώνοντας υδρογόνο, που είναι το ελαφρύτερο στοιχείο και μπορεί να διαφύγει από τη βαρύτητα ενός πλανήτη. Αυτό θα άφηνε πίσω πολύ οξυγόνο, που θα μπορούσε να παραμείνει στην ατμόσφαιρα και θα απομάκρυνε νερό από τον πλανήτη χωρίς δυνατότητα επιστροφής. Ένας τέτοιος πλανήτης θα είχε πυκνή ατμόσφαιρα οξυγόνου, η οποία όμως θα ήταν διαφορετική από ό,τι έχουμε δεν μέχρι σήμερα.
«Αυτό θα μπορούσε να είναι δυνατό εάν οι πλανήτες αυτοί είχαν αρχικά περισσότερο νερό από τη Γη, την Αφροδίτη ή τον Άρη. Αν ο TRAPPIST-1 e δεν έχασε όλο το νερό του κατά αυτή τη φάση, σήμερα θα μπορούσε να αποτελεί έναν υδάτινο κόσμο, εντελώς καλυμμένο από ωκεανό. Σε αυτή την περίπτωση, θα μπορούσε να έχει κλίμα παρόμοιο με της Γης» είπε ο Λινκόβσκι.
