مشاهدات جدید از سیاره b در منظومه TRAPPIST-1 نشان میدهد که این دنیای سنگی پیچیدهتر از چیزی است که تصور میکردیم و این موضوع چالش نتیجهگیریهای قطعی از دادههای محدود طیفی را تأیید میکند.
برخلاف مقالهای که سال گذشته منتشر شد و اعلام کرد این سیاره احتمالاً بدون جو و لمیزرع است، دادههای جدید بهدستآمده از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) نشان میدهد که TRAPPIST-1b یا در حال فعالیتهای شدید زمینشناختی است یا ممکن است در جوی ضخیم و غنی از دیاکسید کربن محصور باشد.
«ایده یک سیاره سنگی با سطحی بسیار فرسوده و بدون جو، با اندازهگیریهای فعلی همخوانی ندارد»، یورون بوومان، ستارهشناس موسسه ماکس پلانک آلمان میگوید. «بنابراین ما فکر میکنیم این سیاره با موادی نسبتاً تغییرنکرده پوشیده شده است.»
این بدان معناست که سطح TRAPPIST-1b تحت تأثیر فرسایشهای فضایی یا ستارهای قرار نگرفته و احتمالاً بسیار جوان است، شاید تنها ۱۰۰۰ سال عمر داشته باشد. این موضوع به فعالیتهایی مانند بازسازی ماگمایی اشاره دارد که نشاندهنده فعالیتهای زمینشناختی مداوم در درون این سیاره است.
در سال ۱۳۹۵، ستارهشناسان گزارش کردند که ستارهای را یافتهاند که هفت سیاره فراخورشیدی به دور آن در حال چرخش هستند. اگرچه این سیارات نسبت به منظومه شمسی کمی به ستاره خود نزدیکترند، اما TRAPPIST-1 یک کوتوله سرخ خنک و کمنور است که به این معناست که منطقه قابل سکونت این منظومه به ستاره نزدیکتر است.
این کشف امیدها را برای یافتن سیارهای قابل سکونت در بین این دنیاها افزایش داد و همچنین فرصتی فراهم کرد تا سیاراتی مشابه با زمین، زهره و مریخ در منظومه شمسی را بررسی کنیم.
سیاره TRAPPIST-1b برای سکونت بیش از حد به ستاره خود نزدیک است، اما اخترشناسان امیدوارند که بتواند اطلاعات ارزشمندی درباره چگونگی شکلگیری و تکامل سایر منظومههای سیارهای ارائه دهد.
السا دوکروت، ستارهشناس کمیسیون انرژیهای جایگزین و انرژی اتمی فرانسه میگوید: «سیاراتی که به دور کوتولههای سرخ میچرخند بهترین شانس ما برای مطالعه جو سیارات سنگی معتدل هستند، سیاراتی که تابش ستارهای دریافتی آنها بین مقادیر مشابه با عطارد و مریخ است.»
او اضافه میکند: «سیارات منظومه TRAPPIST-1 آزمایشگاهی ایدهآل برای این پژوهش پیشگامانه هستند.»
اولین دادههای JWST ضربهای به این ایده وارد کرد. این دادهها تنها بر اساس یک طول موج فروسرخ – ۱۵ میکرون – بود که بهشدت توسط دیاکسید کربن جذب میشود. این مشاهده نشان داد که دیاکسید کربن در آن وجود ندارد.
برای بررسی دقیقتر، محققان مشاهدات دیگری در طول موج ۱۲.۸ میکرون انجام دادند تا دمای TRAPPIST-1b را هنگام گردشهای مکرر به دور ستارهاش اندازهگیری کنند. تغییرات نور هنگام حرکت سیاره در مقابل، کنار و پشت ستاره نشان میدهد که چه مقدار نور فروسرخ از سطح سیاره منتشر میشود و به اخترشناسان امکان میدهد توزیع دما را در سطح این سیاره محاسبه کنند.
سپس آنها مشاهدات خود را با مدلهای مختلف مقایسه کردند تا دریابند چه چیزی مشاهده میکنند. برخلاف تحلیل ۱۵ میکرونی که سطحی خاکستری و بدون پوشش را نشان داد، مشاهدات ۱۲.۸ میکرونی با سطحی برهنه و پوشیده از سنگهای آتشفشانی غنی از مواد معدنی سازگارتر بود.
این میتواند نشاندهنده فعالیتهای تکتونیکی یا آتشفشانی باشد یا اینکه کشش گرانشی ستاره و سایر سیارات این منظومه باعث کشیده و فشرده شدن TRAPPIST-1b شده و داخل آن را داغ و مذاب نگه میدارد.
تفسیر دیگر دادهها وجود جوی غنی از دیاکسید کربن است. این یافته را میتوان با مشاهدات ۱۵ میکرونی تطبیق داد، به شرطی که هالهای منجر به پدیدهای به نام وارونگی گرمایی شده باشد که در آن دیاکسید کربن بهجای جذب، نور ۱۵ میکرونی را منتشر میکند.
میشیل مین، ستارهشناس موسسه تحقیقات فضایی هلند میگوید: «این وارونگیهای گرمایی در جو اجرام منظومه شمسی کاملاً رایج هستند. شاید نزدیکترین مثال، جو مهآلود قمر تیتان در زحل باشد.»
او ادامه میدهد: «بااینحال، انتظار میرود شیمی جو TRAPPIST-1b کاملاً متفاوت از تیتان یا هر یک از اجرام سنگی منظومه شمسی باشد و شگفتانگیز است که فکر کنیم ممکن است با نوعی جو مواجه باشیم که تاکنون هرگز ندیدهایم.»
مشخص کردن اینکه کدامیک از این سناریوها در TRAPPIST-1b رخ میدهد، به تحقیقات بسیار بیشتری نیاز دارد. اما این مطالعه نشان میدهد که فهمیدن شرایط در سایر دنیاها خارج از منظومه شمسی چقدر دشوار است.
