2017 yılının Şubat ayında dünya, Şili'deki TRAPPIST teleskopundan ve Spitzer Uzay Teleskobu'ndan gelen verileri kullanan astronomların TRAPPIST-1 sisteminde yedi kayalık dış gezegenden oluşan bir sistem tanımladıklarını öğrenmeye şaşırdı. Bu, dış gezegen meraklıları için yeterince cesaret vermiyormuş gibi, yıldızların çemberlerin yaşanabilir bölgesinde (diğer adıyla “Goldilocks Bölgesi”) yörüngede bulunan yedi gezegenden üçünün de belirtildiği belirtildi.
O zamandan beri, bu sistem gezegenlerinden herhangi birinin yaşanabilir olup olmayacağını belirlemek için önemli araştırma ve takip araştırmalarının odağı olmuştur. Bu çalışmalara özgü, gezegenlerin yüzeylerinde sıvı su olup olmadığı sorusu olmuştur. Ancak Amerikalı astronomlardan oluşan bir ekip tarafından yapılan yeni bir araştırmaya göre, TRAPPIST gezegenlerinin aslında yaşamı destekleyecek çok fazla suyu olabilir.
“TRAPPIST-1 Gezegenlerinin Su Zengini Kompozisyonlarından Çıkarıldığı Şekilde İçe Göç” başlıklı çalışma, yakın zamanda dergide yayınlandı Doğa Astronomi. Çalışma, Dünya ve Uzay Araştırmaları Okulu (SESE) jeoloğu Cayman T. Unterborn tarafından yönetildi ve Vanderbilt Üniversitesi'nden bir astrofizikçi olan Steven J. Desch, Alejandro Lorenzo (ayrıca SESE'den) Natalie R. Hinkel , Nashville.
Belirtildiği gibi, TRAPPIST-1 gezegenlerinden herhangi birinin yaşanabilir olup olmadığını belirlemeye yönelik çok sayıda çalışma yapılmıştır. Bazıları, değişken ve alevlenmeye eğilimli bir yıldızın (tüm kırmızı cüceler gibi) yörüngede kalmaları nedeniyle atmosferlerini uzun süre tutamayacaklarını vurgulasa da, diğer çalışmalar sistemin yapabileceğine dair kanıt buldu. su açısından zengin olmak ve yaşamı değiştirmek için ideal olmak.
Ekip, çalışmaları uğruna, yoğunluklarını hesaplamak için TRAPPIST-1 gezegenlerinin kütlesi ve çapı üzerinde kısıtlamalar koymaya çalışan önceki anketlerden elde edilen verileri kullandı. Bunların çoğu, Güneşimize yakın yıldızların bolluklarını belirlemek için 150'den fazla edebi kaynaktan verileri birleştiren Hypatia Kataloğu (yazar Hinkel'e katkıda bulunan tarafından geliştirilen) adlı bir veri kümesinden geldi.
Bu verileri kullanarak ekip, TRAPPIST-1 gezegenlerinin her birinin uçucu içeriğini belirlemek için kütle yarıçapı kompozisyon modelleri oluşturdu. Fark ettikleri şey, TRAPPIST gezegenlerinin kayalık cisimler için geleneksel olarak hafif olması ve yüksek oranda uçucu elementlerin (su gibi) olduğunu göstermesidir. Benzer şekilde düşük yoğunluklu dünyalarda, uçucu bileşenin genellikle atmosferik gazlar şeklinde olduğu düşünülmektedir.
Ancak Unterborn'un yakın tarihli bir SESE haber makalesinde açıkladığı gibi, TRAPPIST-1 gezegenleri farklı bir konudur:
“[T] O TRAPPIST-1 gezegenleri, kütle açığını telafi etmek için yeterli miktarda gaz tutamayacak kadar küçük. Gazı tutabilseler bile, yoğunluk açığını telafi etmek için gereken miktar gezegeni gördüğümüzden daha kabarık hale getirecektir. ”
Bu nedenle Unterborn ve meslektaşları, bu gezegen sistemindeki düşük yoğunluklu bileşenin su olması gerektiğini belirlediler. Ne kadar su olduğunu belirlemek için ekip, ExoPlex olarak bilinen benzersiz bir yazılım paketi kullandı. Bu yazılım, ekibin sadece bireysel gezegenlerin kütlesi ve yarıçapını değil, TRAPPIST-1 sistemi hakkında mevcut tüm bilgileri birleştirmesine izin veren son teknoloji mineral fizik hesap makinelerini kullanır.
Buldukları şey, iç gezegenlerin (b ve c) dış gezegenler (kütlece% 15'ten daha az suya sahip) daha kuru idi.f ve g) kütlece% 50'den fazla suya sahipti. Karşılaştırıldığında, Dünya kütlece sadece% 0.02 suya sahiptir, bu da bu dünyaların hacimlerinde yüzlerce Dünya büyüklüğündeki okyanuslara eşdeğer olduğu anlamına gelir. Temel olarak, bu TRAPPIST-1 gezegenlerinin yaşamı destekleyemeyecek kadar çok suyu olabileceği anlamına gelir. Hinkel'in açıkladığı gibi:
“Tipik olarak, bir gezegende sıvı suya sahip olmanın hayata başlamanın bir yolu olduğunu düşünüyoruz, çünkü Dünya'da bildiğimiz gibi yaşam çoğunlukla sudan oluşuyor ve yaşamasını gerektiriyor. Ancak, su dünyası olan veya suyun üzerinde herhangi bir yüzeye sahip olmayan bir gezegen, yaşam için kesinlikle gerekli olan önemli jeokimyasal veya elementsel döngülere sahip değildir. ”
Bu bulgular, M-tipi yıldızların galaksimizde yaşanabilir gezegenlere sahip olmalarının en muhtemel yer olduğuna inananlar için iyi değildir. Kırmızı Cüceler sadece Evrendeki en yaygın yıldız türü olmakla kalmaz, sadece Samanyolu Gökadasındaki yıldızların% 75'ini oluşturur, Güneş Sistemimize nispeten yakın olan birkaç tanesinin yörüngesinde bir veya daha fazla kayalık gezegene sahip olduğu bulunmuştur.
TRAPPIST-1'in yanı sıra, LHS 1140 ve GJ 625 çevresinde keşfedilen süper Dünyalar, Gliese 667 çevresinde keşfedilen üç kayalık gezegen ve Güneş Sistemimize en yakın dış gezegen olan Proxima b. Buna ek olarak, 2012 yılında ESO’nun La Silla Gözlemevi'nde HARPS spektrografı kullanılarak yapılan bir araştırma, Samanyolu'ndaki kırmızı cüce yıldızların yaşanabilir bölgelerinde yörüngede dönen milyarlarca kayalık gezegen olabileceğini gösterdi.
Ne yazık ki, bu son bulgular TRAPPIST-1 sisteminin gezegenlerinin yaşam için uygun olmadığını göstermektedir. Dahası, muhtemelen atmosferlerinde gözlemlenebilecek biyo-imzalar üretmek için yeterli yaşam olmayacaktır. Buna ek olarak ekip, TRAPPIST-1 gezegenlerinin de yıldızlarından uzakta babayı oluşturdukları ve zamanla içe göç ettikleri sonucuna vardı.
Bu, buz açısından zengin TRAPPIST-1 gezegenlerinin yıldızlarının ilgili “buz çizgisine” daha kuru olanlardan çok daha yakın olmalarına dayanıyordu. Herhangi bir güneş sisteminde, bu çizginin içinde yer alan gezegenler, suları buharlaşacağı veya yüzeylerinde okyanuslar oluşturmak için yoğunlaşacağı için (daha yeterli bir atmosfer varsa) kayalık olacaktır. Bu çizginin ötesinde, su buz şeklini alacak ve gezegenler oluşturmak için toplanabilecektir.
Analizlerinden, ekip TRAPPIST-1 gezegenlerinin buz çizgisinin ötesinde oluşması ve mevcut yörüngelerini almak için ev sahibi yıldızlarına doğru hareket etmesi gerektiğini belirledi. Bununla birlikte, M tipi (kırmızı cüce) yıldızların ilk formdan sonra en parlak olduğu ve zamanla loş olduğu bilindiği için, buz çizgisi de içe doğru hareket ederdi. Ortak yazar Steven Desch'in açıkladığı gibi, gezegenlerin ne kadar göç ettikleri bu nedenle ne zaman oluştuklarına bağlı olacaktır.
“Gezegenler ne kadar erken oluşursa, o kadar çok buz almak için oluşturdukları yıldızdan daha uzaktalar” dedi. Kayalık gezegenlerin oluşmasının ne kadar sürdüğüne bağlı olarak, ekip gezegenlerin başlangıçta yıldızlarından şu anda iki kat daha uzakta olması gerektiğini tahmin etti. Bu sistemdeki gezegenlerin zamanla göç ettiğine dair başka göstergeler olsa da, bu çalışma göçü ölçen ve bunu göstermek için kompozisyon verilerini kullanan ilk çalışmadır.
Bu çalışma, kırmızı cüce yıldızların etrafında dönen gezegenlerin aslında “su dünyaları” olabileceğini gösteren ilk çalışma değildir, bu da yüzeylerinde kıtaları olan kayalık gezegenlerin nispeten nadir bir şey olduğu anlamına gelir. Aynı zamanda, bu tür gezegenlerin atmosferlerini tutmakta zorlanabileceklerini ve su dünyalarının çok uzun süre kalmayacaklarını gösteren başka çalışmalar da yapılmıştır.
Bununla birlikte, bu gezegenlere daha iyi bir bakış elde edene kadar - yeni nesil araçların (örneğin James Webb Uzay Teleskopu) - ne yaptığımızı temel alarak bilmediğimiz şey hakkında teorileştirmek zorunda kalacağız. Bu ve diğer dış gezegenler hakkında yavaşça daha fazla bilgi edinerek, Güneş Sistemimizin ötesinde nerede yaşam aramamız gerektiğini belirleme yeteneğimiz rafine edilecektir.
