Als we eindelijk ergens buiten de aarde leven vinden, is het aan het einde van een lange zoektocht. Het leven zal zijn aanwezigheid waarschijnlijk niet aan ons bekendmaken, we zullen een lange reeks aanwijzingen moeten volgen om het te vinden. Zoals wetenschappers ons blijven vertellen, aan het begin van die reeks aanwijzingen is water.
De ontdekking van het TRAPPIST-1-systeem vorig jaar zorgde voor veel spanning. 7 planeten die rond de ster TRAPPIST-1 draaien, slechts 40 lichtjaar van de aarde verwijderd. Destijds dachten astronomen dat sommigen van hen op aarde leken. Maar nu laat een nieuwe studie zien dat sommige planeten meer water kunnen bevatten dan de aarde. Ongeveer 250 keer meer.
Deze nieuwe studie richt zich op de dichtheid van de 7 TRAPPIST-1-planeten. Proberen te bepalen dat dichtheid een uitdagende taak is, en het betrof enkele van de krachtpatsers in de wereld van telescopen. De Spitzer-ruimtetelescoop, de Kepler-ruimtetelescoop en de SPECULOOS-faciliteit (Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars) van de ESO-sterrenwacht op Paranal werden allemaal in het onderzoek gebruikt.
In deze studie werden de waarnemingen van de drie telescopen onderworpen aan complexe computermodellering om de dichtheden van de 7 TRAPPIST-planeten te bepalen. Als gevolg hiervan weten we nu dat ze allemaal grotendeels uit steen zijn gemaakt en dat sommige ervan voor 5% uit massa kunnen bestaan. (De aarde is slechts ongeveer 0,02 massaprocent.)
Het was niet eenvoudig om de dichtheden van deze planeten te vinden. Om dit te doen, moesten wetenschappers zowel de massa als de grootte bepalen. De TRAPPIST-1-planeten werden gevonden met behulp van de transitmethode, waarbij het licht van de gastster naar beneden valt terwijl de planeten tussen hun ster en ons passeren. De transitmethode geeft ons een redelijk goed beeld van de grootte van de planeten, maar dat is alles.
Het is veel moeilijker om de massa te vinden, omdat planeten met verschillende massa's dezelfde banen kunnen hebben en we ze niet van elkaar kunnen onderscheiden. Maar in systemen met meerdere planeten zoals TRAPPIST-1 is er een manier.
Terwijl de planeten om de TRAPPIST-1-ster cirkelen, verstoren zwaardere planeten de banen van de andere planeten meer dan lichtere. Dit verandert de timing van de transits. Deze effecten zijn "gecompliceerd en zeer subtiel" volgens het team, en het vergde veel observatie en meting van de transittiming - en zeer complexe computermodellering - om hun dichtheden te bepalen.
Hoofdauteur Simon Grimm legt uit hoe het is gedaan: “De TRAPPIST-1-planeten staan zo dicht bij elkaar dat ze elkaar gravitatie-interfereren, zodat de tijden dat ze voor de ster passeren een beetje verschuiven. Deze verschuivingen zijn afhankelijk van de massa van de planeten, hun afstanden en andere orbitale parameters. Met een computermodel simuleren we de banen van de planeten totdat de berekende transits overeenkomen met de waargenomen waarden en dus de planetaire massa's afleiden. "
Allereerst heeft deze studie geen water gedetecteerd. Het detecteerde vluchtig materiaal dat is waarschijnlijk water.
Of ze nu wel of niet de aanwezigheid van water hebben bevestigd, dit zijn nog steeds zeer belangrijke resultaten. We worden steeds beter in het vinden van exoplaneten en de volgende stap is het bepalen van de eigenschappen van atmosferen die exoplaneten hebben.
Teamlid Eric Agol becommentarieert de betekenis: “Een doel van exoplanetenstudies is al enige tijd het onderzoeken van de samenstelling van planeten die qua grootte en temperatuur op de aarde lijken. De ontdekking van TRAPPIST-1 en de mogelijkheden van ESO's faciliteiten in Chili en de NASA Spitzer-ruimtetelescoop in een baan om de aarde hebben dit mogelijk gemaakt - wat ons een eerste glimp opleverde van waaruit exoplaneten op aarde zijn gemaakt! "
Deze studie vertelt ons niet of een van de TRAPPIST-planeten leven op zich heeft, of zelfs of ze bewoonbaar zijn. Het is nog maar een stap op weg om hopelijk, misschien ooit, ergens het leven te vinden. Studeer co-auteur Brice-Olivier Demory van de Universiteit van Bern zei het volgende: "Dichtheden, hoewel belangrijke aanwijzingen voor de composities van de planeten, zeggen niets over bewoonbaarheid. Onze studie is echter een belangrijke stap voorwaarts als we blijven onderzoeken of deze planeten het leven zouden kunnen ondersteunen. ”
Dit is wat de studie heeft bepaald over de verschillende planeten in het TRAPPIST-systeem:
- TRAPPIST 1-b en 1c zijn de twee binnenste planeten en hebben waarschijnlijk rotskernen en zijn omgeven door atmosferen die veel dikker zijn dan die van de aarde.
- TRAPPIST-1d is de lichtste van de planeten met ongeveer 30 procent van de massa van de aarde. We weten niet zeker of het een grote atmosfeer, een oceaan of een ijslaag heeft.
- TRAPPIST-1e is een beetje een verrassing. Het is de enige planeet in het systeem die iets dichter is dan de aarde. Het kan een dichtere ijzeren kern hebben en het hoeft niet noodzakelijkerwijs een dikke atmosfeer, oceaan- of ijslaag te hebben. TRAPPIST-1e is een mysterie omdat het zoveel rocker lijkt te zijn dan de rest van de planeten. Het lijkt het meest op de aarde, qua grootte, dichtheid en de hoeveelheid straling die het van zijn ster ontvangt.
- TRAPPIST-1f, g en h hebben mogelijk bevroren oppervlakken. Als ze een dunne atmosfeer hebben, is het onwaarschijnlijk dat ze de zware moleculen bevatten die we op aarde vinden, zoals koolstofdioxide.
Het TRAPPIST-1-systeem zal nog heel lang worden bestudeerd. Het belooft een van de eerste doelen te worden voor de James Webb-ruimtetelescoop (hopen we.) Het is een zeer intrigerend systeem, en of een van de planeten al dan niet bewoonbaar wordt geacht, zal het bestuderen ervan ons veel leren over onze zoektocht naar water , bewoonbaarheid en leven.
