پژوهشهای جدید نشان میدهند که این سیارات میتوانند میزبان مقادیر قابلتوجهی آب باشند.
در بهمن ۱۳۹۵، دانشمندان کشف چند سیاره فراخورشیدی را اعلام کردند که به دور یک ستاره کوتوله سرخ به نام TRAPPIST-۱ میچرخند. از آن زمان تاکنون، ستارهشناسان با دقت این سامانه را برای یافتن نشانههای بالقوهای از حیات (یا همان زیستامضاها) زیر نظر گرفتهاند.
بر اساس یافتههای اخیر، این سیارات ممکن است دارای یکی از حیاتیترین عناصر برای زندگی یعنی آب باشند.
از زمان کشف اولیه، دانشمندان بر سر قابلسکونت بودن یا نبودن این سیارات اختلافنظر داشتهاند. مشابه بحثهایی که پیرامون سامانه پروکسیما قنطورس و سیاره مشابه زمین آن (Proxima b) وجود دارد، تمرکز بیشتر بر نوع ستاره میزبان این سیارات است: ستارگان نوع M یا همان کوتولههای سرخ. این نوع ستارهها از خورشید کوچکتر و سردترند و بهخاطر فعالیتهای فورانی شدید خود شناخته شدهاند.
یکی از پرسشهای مهم، میزان و تداوم وجود آب در این سامانه است. یافتههای پیشین نشان دادهاند که سیاراتی که به دور کوتولههای سرخ میگردند ممکن است از آب اشباع باشند، اما ممکن است نتوانند آن را برای مدت طولانی حفظ کنند.
مطالعات دیگر نیز این نتایج را تأیید کردهاند و نشان دادهاند که سیارات این سامانه با نرخ بالایی آب خود را به دلیل تابش شدید فرابنفش (UV) از ستاره میزبان، به فضا از دست میدهند.
در پژوهش جدیدی به سرپرستی «ترنت توماس» زیستاخترشناس از دانشگاه واشینگتن، این تیم به بررسی یافتههای اخیر تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) پرداختند.
(ناسا / JPL-کلتک / آر. هرت – IPAC)
در این بررسی، JWST نشان داد که سیاره TRAPPIST-۱ c فاقد جو غلیظ دیاکسید کربن است، و بنابراین برخلاف تصورات پیشین، شباهتی به سیاره زهره ندارد. با این حال، این مشاهدات احتمال وجود بخار آب یا اکسیژن ناشی از تجزیه شیمیایی را رد نمیکنند.
تیم پژوهشی در مقاله خود توضیح میدهد: «پایداری بخار آب در جو این سیارات، نیازمند وجود منبع فعلی آب مانند گازهای خارجشده از آتشفشانهاست.»
برای بررسی این امکان و تخمین نرخهای خروج گاز (outgassing) در سیارات TRAPPIST-۱، پژوهشگران یک مدل نظری خروج گاز توسعه دادند که بر اساس سیارات سنگی منظومه شمسی (عطارد، زهره، زمین و مریخ) طراحی شده بود. سپس با استفاده از دادههای مشاهداتی و اطلاعات زمینشیمیایی این سامانه، سناریوهای ممکن را محدود کردند.
یافتههای آنها نشان داد که نرخ خروج گاز در این هفت سیاره، بین ۰.۰۳ تا ۸ برابر زمین است. اما در عین حال، نرخ نفوذ ماگما (سرعت حرکت ماگما درون سیاره) در این سیارات با مریخ مشابه است.
در حالی که شواهدی از وجود ماگما در زیر سطح مریخ وجود دارد، این سیاره از نظر زمینشناسی «مرده» بهشمار میرود. ممکن است چنین وضعیتی در مورد سیارات TRAPPIST-۱ نیز صدق کند.
پژوهشگران در مقاله خود مینویسند: «نتایج مدلسازی ما از نرخ نفوذ ماگما نیز نشان میدهد که سیارات TRAPPIST-۱ در حال حاضر به احتمال زیاد دارای فعالیت آتشفشانی کم یا نزدیک به صفر هستند.»
آنها همچنین افزودند: «نرخهای خروج گاز آبی در سیارات TRAPPIST-۱ احتمالاً کمتر از زمین است، اما در برخی سناریوها میتواند تا ده برابر بیشتر از زمین باشد.»
نتایج دیگر پژوهش نیز نشان داد که گوشته این سیارات ممکن است خشک و مشابه زمین باشد. با این حال، به گفته پژوهشگران، ممکن است آب تا ۱ درصد از جرم این سیارات را تشکیل دهد.
تیم تحقیقاتی توضیح میدهد: «نتایج ما نشان میدهد که در بازه بررسیشده، وجود گوشتهای خشکتر ارجحتر است. ما فرض کردهایم که سیارات TRAPPIST-۱ دارای ساختاری مشابه سیارات سنگی منظومه شمسی هستند و میزان آب موجود در گوشته آنها در طول ۵.۴ میلیارد سال عمر سامانه، کمتر از ۱ درصد وزنی باقی مانده است. این مقدار نیز با شرایط موجود در زمین همخوانی بیشتری دارد.»
این نکته از آن جهت جالب است که اگرچه حدود ۷۱ درصد سطح زمین با آب پوشیده شده، اما آب تنها ۰.۰۲ درصد از جرم کل زمین را تشکیل میدهد.
بنابراین، ممکن است سیاراتی که در ناحیه قابلسکونت TRAPPIST-۱ قرار دارند از نظر زمینشناسی غیرفعال باشند و مقادیر آب متفاوتی داشته باشند؛ از سیارات تماماً آبی گرفته تا جهانهای سنگی خشک یا حتی سیاراتی شبیه زمین با اقیانوسهای سطحی.
این نتایج، این فرضیه را تقویت میکند که سامانه TRAPPIST-۱ کمبودی از نظر آب ندارد، اما هنوز پرسشهای زیادی درباره قابلیت سکونت آنها باقی است.
خبر خوب اینکه مشاهدات جیمز وب از TRAPPIST-۱ (و دیگر سامانههای کوتوله سرخ) در مراحل ابتدایی قرار دارد. مشاهدات بیشتر میتواند به ستارهشناسان کمک کند تا ارزیابی دقیقتری از امکان زندگی در این سامانه بهدست آورند.
نتایج این پژوهش بهصورت پیشچاپ در پایگاه arXiv منتشر شده است.
