400 de grade diferență pe TRAPPIST-1: dovada că b și c nu au atmosferă

Telescopul spațial James Webb a produs primele hărți climatice complete ale unor planete stâncoase din afara Sistemului Solar, iar rezultatele sunt fără echivoc. Cele două planete interioare ale sistemului TRAPPIST-1, cunoscute drept TRAPPIST-1 b și TRAPPIST-1 c, prezintă o diferență de temperatură de peste 400 de grade Celsius între emisfera permanent iluminată și cea permanent întunecată. O astfel de diferență este posibilă din punct de vedere fizic numai în absența unei atmosfere capabile să redistribuie căldura. Conform studiului publicat în revista Nature Astronomy, cele două lumi sunt confirmate drept roci nude, lipsite de aer.

Sistemul TRAPPIST-1 a reprezentat timp de aproape un deceniu cea mai urmărită destinație în căutarea vieții extraterestre. O pitică roșie situată la 39 de ani-lumină distanță, în constelația Vărsătorului, înconjurată de șapte planete de dimensiuni terestre, dintre care trei orbitează în zona habitabilă — acea regiune din jurul unei stele unde temperaturile ar permite teoretic existența apei lichide la suprafață. Pitică roșii sunt cel mai comun tip de stea din Calea Lactee, reprezentând peste trei sferturi din totalul stelelor; faptul că planete de dimensiuni terestre apar frecvent în jurul lor ridicase speranțe reale cu privire la posibilitatea vieții în aceste sisteme. Noile date limitează considerabil aceste speranțe, cel puțin pentru planetele interioare.

Mecanismul care explică absența atmosferei este blocarea mareală. Deoarece TRAPPIST-1 este mult mai mică și mai rece decât Soarele, planetele sale interioare orbitează la distanțe extrem de mici, completând o revoluție în mai puțin de două zile terestre. La aceste distanțe, forțele de maree au sincronizat rotația fiecărei planete cu perioada sa orbitală — similar cu modul în care Luna prezintă întotdeauna aceeași față Pământului. Rezultatul este o față în zi eternă și alta în noapte eternă. Pe o planetă cu atmosferă densă, curenții atmosferici ar transporta căldura dinspre emisfera caldă spre cea rece, atenuând diferența de temperatură. Diferența de 400 de grade înregistrată de Webb demonstrează că acest transport nu are loc: nu există nimic care să mute căldura, pentru că nu există aer.

S‑ar putea să‑ți placă șiGalaxia Infinitului: O coliziune cosmică ce deschide o nouă perspectivă asupra originii găurilor negre

Cum a fost măsurată absența

Echipa condusă de astronomul Emeline Bolmont de la Universitatea din Geneva a utilizat instrumentul MIRI al telescopului pentru a înregistra ceea ce specialiștii numesc curbe de fază termică. Metoda constă în monitorizarea luminozității infraroșii a sistemului stelar de-a lungul mai multor orbite complete ale planetei. Întrucât TRAPPIST-1 b completează o orbită în mai puțin de o zi și jumătate terestră, Webb poate surprinde ciclul termic integral al planetei într-un interval scurt. A reieșit astfel că fața diurnă a lui TRAPPIST-1 b depășește 200 de grade Celsius, în timp ce fața nocturnă coboară sub minus 200. TRAPPIST-1 c este mai rece în ansamblu, dar prezintă același contrast abrupt. Este pentru prima dată în istoria astronomiei că s-a obținut cartografia termică completă a unor exoplanete stâncoase de dimensiuni terestre.

O precizare importantă: curbele de fază termică furnizează dovezi indirecte. Ele confirmă absența unei atmosfere dense, dar nu exclud prezența unui înveliș gazos extrem de subțire, sub pragul de detecție al metodei. De asemenea, nu permit caracterizarea compoziției suprafețelor celor două planete. Bolmont și colegii săi subliniază, în plus, că situația planetelor interioare nu poate fi extrapolată automat la cele exterioare. Modelele lor teoretice sugerează că planetele mai îndepărtate ale sistemului ar putea fi reținut atmosfere, în ciuda condițiilor din proximitatea stelei. Analogia propusă de cercetători este relevantă: Mercur, cel mai aproape de Soare, nu are atmosferă; Venus și Pământul, mai îndepărtate, le-au păstrat pe ale lor.

Observațiile lui TRAPPIST-1 e — planeta situată în centrul zonei habitabile — sunt în desfășurare în cadrul programului DREAMS al Space Telescope Science Institute. Au fost planificate cincisprezece tranzite suplimentare. Dacă o atmosferă există pe acea planetă, Webb va dispune de instrumentele necesare pentru a o detecta în lunile următoare.

Mai multe articole similare

Studiile NASA cu Swift asupra Găurilor Negre Gigantice care Perturbă Gazele

J. Robert Oppenheimer

Oxigenul cartografiat în 4.546 puncte din NGC 1365 reconstruiește 12 miliarde de ani de evoluție galactică

Telescopul Hubble Surprinde Stele Tinere Transformând Mediul Înconjurător

Hard disk-urile fantomă ale cosmosului: De ce găurile negre gigantice sunt făcute din aer

Albert Einstein