מושג אמן של עולמות TRAPPIST-1, מבוסס על נתונים זמינים אודות מאפייני כוכבי הלכת.
(תמונה: © NASA / JPL-Caltech)
הגדול בעולמות במערכת TRAPPIST-1 בעלת שבעת הכוכבים מתהדר באווירה שהתפתחה עם הזמן, ולא זו שהתגבשה עמה.
תצפיות שנערכו באמצעות טלסקופ החלל האבל של נאס"א מגלות כי האטמוספרה של כוכב הלכת שונה מסביבתו המתהווה, כלומר ככל הנראה מדובר בעולם סלעי הדומה לאחרים במערכת.
"האווירה הזו לא היא שנולדה איתה," אמרה חנה וויקפורד, חוקרת במכון למדעי הטלסקופ החלל בבולטימור, מרילנד, ל- Space.com. האווירה הילודה תהיה עשירה במימן, דבר שהחוקרים לא רואים. במקום זאת, "זה השתנה על ידי תהליכים שונים," אמר ווקפורד. הפעילות האטמוספרית והגיאולוגית הייתה יכולה למלא תפקיד משמעותי בשינויים. [סיור Exoplanet: הכירו את 7 כוכבי הלכת בגודל כדור הארץ של TRAPPIST-1]
ווקפורד ועמיתיה השתמשו באבל בכדי ללמוד TRAPPIST-1 גרם, הכוכב השישי מהכוכב. הם גששו בעבר את האטמוספרות של חמשת כוכבי הלכת הראשונים, שזוהו על ידי האותיות b עד f, ומצאו כי כל חמשת כוכבי הלכת חסרים את אטמוספרות המימן האדירות המעידות על ענקי הגז, מה שהופך אותם לסבירות גבוהה יותר להיות סלעיים. המחקר הקודם שלהם לא היה מספיק מדויק כדי לקבוע אם TRAPPIST-1 גרם נושא את האווירה המקורית שלו או לא.
"G היה סימן השאלה האחרון בזה," אמר ווקפורד. "ממש כמו אחיה ואחיותיה, היא לא מכילה את האווירה הקדמונית שלה. יש לה אווירה מתפתחת."
היא הציגה את התוצאות בינואר בישיבת החורף של האגודה האמריקאית לאסטרונומיה בסיאטל.
"מלח ופלפל"
בשנת 2016 הודיעו אסטרונומים בכוכבי הלכת המעבר של צ'ילה והטלסקופ הקטן של כוכבי הלכת (TRAPPIST) על גילוים של שלושה כוכבי לכת סביב הכוכב העמום TRAPPIST-1. ארבעה עולמות נוספים התגלו תוך שנה, מה שהביא את הסכום לשבעה. כל כוכבי הלכת שוכנים באזור המגורים של כוכבם, האזור בו מים נוזלים צריכים להיות מסוגלים להתמיד על פני כדור הארץ. TRAPPIST-1 נמצא רק 40 שנות אור מכדור הארץ, המכיל את כוכבי הלכת ביותר הידועים כמרובעים באזור המגורים של כוכב בודד.
TRAPPIST-1 גרם הוא הגדול בעולמות, כאשר הערכות מציבות אותו בערך פי 1.1 ממסת כדור הארץ.
אם כוכבי הלכת הם ענקי גז, הם ישמרו על האווירה המקורית העשירה במימן שלהם. לעומת זאת, לעולמות סלעיים יש את הכוח לשנות את האווירה שלהם. תנועת הפחמן יכולה למלא תפקיד מפתח באווירה המתפתחת. מאגמת המעטפת הנמלית לוכדת פחמן מתחת לפני השטח. ככל שהמאגמה עוברת לעבר פני השטח, הלחץ הירידה מאפשר לפחמן לברוח בצורה גז. על פני כדור הארץ, פחמימת לכודים משתחררת כפחמן דו חמצני, גז חממה המאפשר לכוכב הלכת שלנו להתחמם על ידי לכידת חום מהשמש. מחקרי עבר חושפים כי עולמות כמו מאדים והירח יכולים גם ללכוד חומר עשיר בפחמן, כמו גם אלמנטים אחרים, ולשחרר אותם לאטמוספירה בצורה גזי.
ידוע גם כגמדים אדומים, גמדי M כמו TRAPPIST-1 מהווים את אוכלוסיית הכוכבים הגבוהה ביותר בגלקסיה. ישנם מחקרים המראים כי שלושה מכל ארבעה כוכבים עשויים להיות גמד M. הכוכבים ארוכי השנים הם קרירים ועמומים יותר מכוכבים דמויי שמש, אך הם גם פעילים להפליא, ומשעשעים את כוכבי הלכת שלהם בקרינה הנישאת על ידי התלקחויות והתפרצויות עוצמתיות. [כיצד ניתן לדעת על סוגי הכוכבים בנפרד (אינפוגרפיק)]
הטמפרטורות הקרות שלהם יכולות גם לגרום לבעיות בחיפוש אחר חיים. גמדי ה- M בעלי המונים הנמוכים יכולים להתהדר בעננים ואפילו אדי מים באטמוספירה שלהם, בדומה לכוכבי הלכת הגדולים ביותר. מולקולות אלה יכולות ליצור איתותים כוזבים לאסטרונומים המנסים לחקור את אטמוספרות העולמות המקיפים אותם.
כאשר כוכב לכת עובר בין הכוכב שלו לכדור הארץ, אסטרונומים יכולים ללמוד את האור הזורם בשמיו כדי לפתוח כמה מתעלומות האווירה הפלנטרית. מכיוון שהם נושאים מולקולות מים, גמדי M יכולים להפוך את התהליך למאתגר יותר; זה יכול להיות קשה לקבוע אם אותות המצביעים על נוכחות מים מגיעים מכוכב הלכת או מהכוכב.
ווקפורד אמר כי "מכיוון שלכוכב יש את התכונות האלה, זה אומר את המדידות שאתה מבצע. אינך יכול להיות בטוח במאה אחוז שהוא לא הכוכב שאתה מודד". "אתה צריך להיות מסוגל לשלול את הנוכחות ואת ההשפעה שיש לכוכב על כוכבי הלכת האלה."
כדי לעזור במיון הבלגן, ווקפורד ועמיתיה פיתחו שיטה להסרת הזיהום הכוכב. ראשית, הם ביצעו מחקר מעמיק של TRAPPIST-1 ובדק כיצד הטמפרטורה של הכוכב השתנתה במקומות שונים.
"הכוכב עצמו הוא תערובת של שלושה סוגים שונים של טמפרטורות", אמר ווקפורד. באופן כללי, הכוכב קריר יחסית, כששליש ממנו מכוסה בנקודות מעט יותר חמות של 2,726 מעלות צלזיוס (4,940 מעלות פרנהייט). פחות משלושה אחוז מהכוכב מכוסה בנקודות חמות במיוחד בטמפרטורה של 5,526 צלזיוס.
הסיבה לכך היא ש- TRAPPIST-1 מכוסה על ידי כתמי כוכבים שלדברי ווקפורד הם קטנים יותר ועמומים יותר מאלה שנמצאים בשמש שלנו.
"חלוקת [הכתמים] היא כמו מלח ופלפל - זה פשוט אותר בכל מקום ומופץ באופן שווה," אמר ווקפורד.
על ידי חקר הכוכב ככוכב לכת יחיד במערכתו עבר בינו לבין כדור הארץ, האסטרונומים הצליחו לבדוק כיצד הטמפרטורה מהכוכב השתנתה.
"אנחנו באמת יכולים להשתמש בכוכב הלכת כגישה לתכונות הטמפרטורה של הכוכב", אמר ווקפורד.
עם המידע הזה ביד, האסטרונומים בחנו אז את אווירת הכוכב עצמו, בטוחים שהם יכולים להסביר אותות מולקולריים המגיעים מהכוכב. הם הצליחו לשלול את אווירת המימן הגדולה והנפוחה סביב G שהייתה יכולה להציע שמדובר בענק גז ולא בעולם סלעי שאוירו השתנה בתהליכים גיאולוגיים ואווירה.
"זה באמת מוביל לאופי הארצי האמיתי של הכוכב הזה," אמר ווקפורד.
הצוות השתמש גם במדידות שלהם כדי לחשב את רדיוס כדור הארץ פי 1.124 מרדיוס כדור הארץ, מה שהעניק לו צפיפות ממש מתחת לכוכב הלכת שלנו. זה מתאים לתוקף TRAPPIST-1: זה עולם סלעי.
עם שישה מכוכבי הלכת שלא בדרך, מקווים האסטרונומים להפנות את תשומת ליבם לאובייקט השביעי והאחרון, TRAPPIST-1 h. הם מתכננים ללמוד את כדור הארץ במהלך קיץ 2019.
ווקפורד אמר כי "יהיה ממש מרגש להחיל את השיטה הזו שוב, לא רק לראות ממה נוצר הכוכב אלא לראות כיצד הכוכב משתנה ומשפיע על הכוכב הזה."
יתר על כן, התהליך שפיתחו כדי להפריד זיהום אדי מים מ- TRAPPIST-1 יכול להיות מיושם גם על תצפיות על גמדי M אחרים.
המחקר פורסם בסוף 2018 בעיתון האסטרונומי.
