Czy 40 lat świetlnych od Ziemi istnieje planeta, na której mogłaby występować woda w stanie ciekłym? To pytanie od lat pobudza wyobraźnię astronomów. TRAPPIST-1e – planeta podobna rozmiarami do Ziemi – krąży wokół czerwonego karła w tzw. strefie zamieszkiwalnej, gdzie temperatury sprzyjają istnieniu oceanów. Aby jednak mogło to być możliwe, planeta musi posiadać atmosferę. Najnowsze badania z użyciem Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) zbliżają nas do odpowiedzi na to pytanie.
Wspieraj Puls Kosmosu na Patronite.pl
Międzynarodowy zespół naukowców wykorzystał najpotężniejsze obecnie obserwatorium kosmiczne, aby zbadać atmosferę i powierzchnię planety e w układzie TRAPPIST-1. Badania opublikowane w The Astrophysical Journal Letters stanowią pierwsze kroki w niezwykle precyzyjnej analizie tej egzoplanety – i choć pełne odpowiedzi jeszcze nie ma, już teraz wiadomo, że część scenariuszy można wykluczyć.
Jak bada się atmosferę odległych planet?
Kluczowe obserwacje wykonano za pomocą instrumentu NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph). Gdy planeta przechodzi na tle swojej gwiazdy, część światła gwiazdowego przechodzi przez jej atmosferę. Jeśli atmosfera istnieje, niektóre długości fal zostają pochłonięte, pozostawiając w widmie charakterystyczne ślady chemiczne. Porównując kolejne tranzyty planety, astronomowie są w stanie coraz dokładniej określić skład atmosfery.
Co już wiadomo o TRAPPIST-1e?
Pierwsze cztery obserwacje z JWST wskazują, że planeta e nie zachowała pierwotnej atmosfery wodorowo-helowej, którą posiada wiele młodych planet. Gwiazda macierzysta TRAPPIST-1 jest bardzo aktywna i często emituje rozbłyski, które z dużym prawdopodobieństwem zdarły ten pierwotny płaszcz gazowy. Wciąż otwarte pozostaje pytanie, czy TRAPPIST-1e zdołała zbudować tzw. atmosferę wtórną – gęstszą i cięższą, złożoną z innych gazów, podobnie jak w przypadku Ziemi.
Jeżeli taka atmosfera istnieje, mogłaby podtrzymywać istnienie wody w stanie ciekłym na powierzchni. Kluczową rolę odgrywałby tu efekt cieplarniany, czyli zatrzymywanie ciepła przez gazy takie jak dwutlenek węgla. Analizy wskazują, że atmosfera planety nie jest zdominowana przez CO₂ w sposób podobny do Wenus czy Marsa. Nie można jednak wykluczyć, że jego ilość wystarcza, by utrzymać wodę na powierzchni.
Ocean czy zamarznięta pustynia?
Modele teoretyczne przewidują kilka możliwych scenariuszy. TRAPPIST-1e, podobnie jak inne planety w tym układzie, jest najprawdopodobniej związana pływowo – jedna jej półkula stale zwrócona jest ku gwieździe, druga spowita jest w wiecznej nocy. To oznacza, że ciekła woda mogłaby występować w postaci globalnego oceanu albo w ograniczonym obszarze „wiecznego południa”, otoczonego lodowymi pustkowiami.
Co dalej?
Kolejne etapy badań obejmą porównanie TRAPPIST-1e z innymi planetami tego układu, m.in. z TRAPPIST-1b, orbitującą najbliżej gwiazdy. Dzięki temu naukowcy zyskają szerszy kontekst i będą mogli dokładniej określić, jakie procesy kształtują atmosfery planet skalistych krążących wokół czerwonych karłów.
Choć odpowiedź na pytanie, czy TRAPPIST-1e ma atmosferę i wodę, wciąż pozostaje otwarta, pierwsze wyniki z JWST stanowią ogromny krok naprzód. Dla astronomów to wyjątkowa okazja – po raz pierwszy w historii mają możliwość tak szczegółowej analizy światła wokół planety podobnej do Ziemi, co zbliża nas do zrozumienia, jakie warunki mogą panować na innych światach i czy mogą one sprzyjać życiu.