Badanie TRAPPIST-1 za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba

Od ogłoszenia odkrycia siedmiu planet o rozmiarach Ziemi krążących wokół gwiazdy TRAPPIST-1 znajdującej się ok. 40 lat świetlnych od Ziemi, astronomowie czekają na uruchomienie Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, który pozwoli nam sprawdzić czy na którejkolwiek z tych planet może potencjalnie występować życie.

Jeżeli te planety mają atmosfery, Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba pozwoli nam na odkrycie wielu z ich tajemnic – mówi Doug Hudgins, naukowiec programu badania egzoplanet w siedzibie głównej NASA w Waszyngtonie. W międzyczasie planety obserwowane są przez teleskopy takie jak Spitzer, Hubble oraz Kepler.

To najlepsze planety o rozmiarach Ziemi do badania za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, być może nawet przez całe jego życie – mówi Hannah Wakeford, badaczka z Goddard Space Flight Center w Greenbelt Naukowcy i inżynierowie z Goddard aktualnie testują teleskop Webba, który będzie w stanie zbadać te planety w podczerwieni dużo dokładniej niż to dzisiaj możliwe. Teleskop Webba wielokrotnie powiększy korpus informacji, które posiadamy na temat tych planet. Znacznie obszerniejszy zakres obserwowanych długości fali pozwoli nam sprawdzić czy w ich atmosferach znajduje się woda, metan, tlenek i dwutlenek węgla i/lub tlen.

 

 

Poszukując potencjalnie przyjaznych dla życia planet, musimy o nich wiedzieć znacznie więcej niż tylko rozmiar planety i jej odległość od gwiazdy macierzystej. Informacja o obecności i obfitości powyższych związków w atmosferze planety może badaczom powiedzieć o tym, czy na ich powierzchniach może występować życie.

Od tysięcy lat ludzie zastanawiają się czy jeszcze gdzieś tam są planety podobne do Ziemi, na których może występować życie – mówi Sara Seager, astrofizyczka i planetolog w MIT.  Teraz znamy niemałą grupę planet, które być może pozwolą nam odpowiedzieć na te odwieczne pytania.

Począwszy od 2018 roku głównym zadaniem teleskopu Webba jest wykorzystywanie spektroskopii do określenia składu chemicznego egzoplanet. Teleskop będzie poszukiwał chemicznych biomarkerów, takich jak ozon i metan, które mogą mieć pochodzenie w procesach biologicznych. Ozon, który chroni nas od szkodliwego promieniowania ultrafioletowego na Ziemi, powstaje gdy tlen wyprodukowany przez organizmy fotosyntetyzujące (drzewa czy fitoplankton) syntetyzuje pod wpływem światła.  Ponieważ obecność ozonu w dużej mierze zależy od obecności organizmów, Webb będzie poszukiwał go w atmosferach planetarnych jako potencjalnego składnika życia. Co więcej JWST będzie w stanie także poszukiwać metanu, który może pomóc w potwierdzeniu biologicznego źródła tlenu odpowiadającego za powstawanie ozonu.

Odkrycie planet w układzie TRAPPIST-1 oznacza, że Webb będzie w stanie wykorzystać swoje niesamowite zdolności na stosunkowo bliskim układzie planetarnych. Badacze niedawno zidentyfikowali trzy obiecujące planety w tym układzie – e, f oraz g – które znajdują się w ekosferze swojej gwiazdy i potencjalnie są idealnymi kandydatkami do badań za pomocą Webba. W zależności od składu ich atmosfer, wszystkie trzy planety mogą posiadać odpowiednie warunki do obecności wody w stanie ciekłym na powierzchni. Ponieważ krążą one wokół bardzo małej gwiazdy, sygnał z tych planet będzie stosunkowo silny, i wystarczająco silny, aby Webb mógł spokojnie zbadać ich atmosfery. Shawn Domagal-Goldman, astrobiolog z Goddard Space Flight Center powiedział Dwa tygodnie temu powiedziałbym, że Webb teoretycznie mógłby tego dokonać, jednak potrzebowalibyśmy do tego niemal idealnego obiektu badań. Cóż, właśnie otrzymaliśmy trzy takie obiekty.

 

 

Liczba planet w układzie TRAPPIST-1 pozwoli także na nowe badania z zakresu planetologii porównawczej, która odkrywa fundamentalne procesy planetarne poprzez porównywanie różnych planet. To pierwszy o jedyny jak na razie układ aż siedmiu planet o rozmiarach Ziemi, z czego trzy znajdują się w ekosferze wokół gwiazdy mówi Wakeford. To także pierwszy system wystarczająco jasny i mały, abyśmy mogli przyjrzeć się atmosferom planetarnym. Im więcej dowiemy się o tych egzoplanetach, tym więcej będziemy wiedzieć także o naszym układzie planetarnym.

Źródło: NASA