ჯეიმს ვებმა სახელგანთქმული ეგზოპლანეტის, TRAPPIST-1b-ის ტემპერატურა გაზომა — #1tvმეცნიერება
![Illustration showing what the hot rocky exoplanet TRAPPIST-1 b could look like. TRAPPIST-1 b, the innermost of seven known planets in the TRAPPIST-1 system, orbits its star at a distance of 0.011 AU, completing one circuit in just 1.51 Earth-days. TRAPPIST-1 b is slightly larger than Earth, but has around the same density, which indicates that it must have a rocky composition. Webb’s measurement of mid-infrared light given off by TRAPPIST-1 b suggests that the planet does not have any substantial atmosphere. The star, TRAPPIST-1, is an ultracool red dwarf (M dwarf) with a temperature of only 2566 K and a mass just 0.09 times the mass of the Sun. This illustration is based on new data gathered by Webb’s Mid-Infrared Instrument (MIRI) as well as previous observations from other ground- and space-based telescopes. Webb has not captured any images of the planet. MIRI was developed as a partnership between Europe and the USA: the main partners are ESA, a consortium of nationally funded European institutes, the Jet Propulsion Laboratory (JPL) and the University of Arizona. The instrument was nationally funded by the European Consortium under the auspices of the European Space Agency. [Image description: Illustration of a rocky planet and its red dwarf star on an empty black background. The planet is large, in the foreground on the lower right and the star is smaller, in the background at the upper left. The planet is various shades of grey, with some small craters. There is no apparent atmosphere. The left quarter of the planet (the side facing the star) is lit, while the rest is in shadow.]](https://cdn.1tv.ge/app/uploads/2023/03/1679994380-weic2309a.jpg)
Illustration showing what the hot rocky exoplanet TRAPPIST-1 b could look like. TRAPPIST-1 b, the innermost of seven known planets in the TRAPPIST-1 system, orbits its star at a distance of 0.011 AU, completing one circuit in just 1.51 Earth-days. TRAPPIST-1 b is slightly larger than Earth, but has around the same density, which indicates that it must have a rocky composition. Webb’s measurement of mid-infrared light given off by TRAPPIST-1 b suggests that the planet does not have any substantial atmosphere. The star, TRAPPIST-1, is an ultracool red dwarf (M dwarf) with a temperature of only 2566 K and a mass just 0.09 times the mass of the Sun. This illustration is based on new data gathered by Webb’s Mid-Infrared Instrument (MIRI) as well as previous observations from other ground- and space-based telescopes. Webb has not captured any images of the planet. MIRI was developed as a partnership between Europe and the USA: the main partners are ESA, a consortium of nationally funded European institutes, the Jet Propulsion Laboratory (JPL) and the University of Arizona. The instrument was nationally funded by the European Consortium under the auspices of the European Space Agency. [Image description: Illustration of a rocky planet and its red dwarf star on an empty black background. The planet is large, in the foreground on the lower right and the star is smaller, in the background at the upper left. The planet is various shades of grey, with some small craters. There is no apparent atmosphere. The left quarter of the planet (the side facing the star) is lit, while the rest is in shadow.]
დედამიწის ზომის ეგზოპლანეტა, რომელიც სიცოცხლისთვის ალბათ ყველაზე იმედისმომცემ უცხო სისტემაში მდებარეობს, სავარაუდოდ, სულაც არ არის ხელსაყრელი სიცოცხლის ჩვენთვის ცნობილი ფორმისთვის.
ჯეიმს ვების კოსმოსური ტელესკოპის მიერ ჩატარებული ახალი დაკვირვებები ცხადყოფს, რომ სისტემა TRAPPIST-1-ის ყველაზე შიდა პლანეტაზე, TRAPPIST-1b-ზე, რომელიც დედამიწას მასით 1,4-ჯერ, ხოლო რადიუსით 1,1-ჯერ აღემატება, ტემპერატურა 230 გრადუს ცელსიუსს აღწევს და ნაკლებად სავარაუდოა, რომ მის კლდოვან სხეულს გარს ატმოსფერო აკრავდეს.
გასაკვირი არაფერია; TRAPPIST-1b თავის დედავარსკვლავს იმდენად ახლოდან უვლის გარშემო, რომ ერთ შემოვლას სულ რაღაც 1,5 დღეს ანდომებს და იღებს დედამიწაზე ოთხჯერ მეტ ვარსკვლავურ რადიაციას; მაგრამ ეს პირველი შემთხვევაა, როდესაც ამ სახის დაკვირვებების ჩატარება ასე პატარა და ცივ (შედარებით) პლანეტაზე შევძელით.
მიღებული ინფორმაცია მეცნიერებს წითელ ჯუჯა ვარსკვლავ TRAPPIST-1-ის ექვსი სხვა ეგზოპლანეტის უკეთესად შესწავლაში დაეხმარება; ამ სისტემის სიცოცხლისათვის ხელსაყრელობის პოტენციალი ჯერ ცნობილი არ არის.
„პატარა, ცივი ვარსკვლავების გარშემო კლდოვანი პლანეტების დახასიათება ადვილია. თუ გვსურს, რომ M ტიპის ვარსკვლავთა სიცოცხლისთვის ხელსაყრელობა განვსაზღვროთ, სისტემა TRAPPIST-1 ამისათვის დიდებულ ლაბორატორიას წარმოადგენს. მისი პლანეტები ჩვენს ხელთ არსებული საუკეთესო სამიზნეებია კლდოვან პლანეტებთან ატმოსფეროს საძებნელად“, — ამბობს საფრანგეთის ალტერნატიული ენერგიისა და ატომური ენერგიის კომისიის (CEA) ასტრონომი ელსა დიურკო.
სისტემა TRAPPIST-1 2017 წელს აღმოაჩინეს; წარმოადგენს M ტიპის ჯუჯა ვარსკვლავის გარშემო მოძრავ შვიდ კლდოვან ეგზოპლანეტას ჩვენგან 40 სინათლის წლის მანძილზე. სამი ეგზოპლანეტა ვარსკვლავის ე. წ. სასიცოცხლო ზონაში მდებარეობს — ვარსკვლავიდან ისეთ მანძილზე, არც ისე ახლოს, რომ თხევადი წყალი აორთქლდეს და არც ისე შორს, რომ გაიყინოს — ანუ, შესაძლებელი უნდა იყოს ზედაპირზე თხევადი წყლის არსებობა.
შესაბამისად, მართლაც მიმზიდველი სამიზნეა მზის სისტემის მიღმა სიცოცხლის საძებნელად, მაგრამ TRAPPIST-1 მზის სისტემისგან რამდენიმე საკმაოდ დიდი მახასიათებლით განსხვავდება, რაც აჩენს კითხვებს იმის შესახებ, შესაძლებელია თუ არა იქ სიცოცხლის აღმოცენება.
ამ ვარსკვლავის გარშემო პლანეტები გაცილებით ახლოს არიან, ვიდრე მზის სისტემაში. ყველაზე შორეული პლანეტა იქ ვარსკვლავის გარშემო სულ რაღაც 18,8 დღეში ერთხელ მოძრაობს. გამომდინარე იქიდან, რომ წითელი ჯუჯა ვარსკვლავები მზეზე გაცილებით პატარა, ბნელი და ცივია, გამოდის, რომ სასიცოცხლო ზონაც მათთან გაცილებით ახლოს არის. თუმცა, წითელი ჯუჯა ვარსკვლავები გაცილებით სასტიკებია, ვიდრე მზე — ახასიათებთ მძლავრი ამოფრქვევები.
„ირმის ნახტომში ათჯერ უფრო მეტი ასეთი ვარსკვლავია, ვიდრე მზის მსგავსი და ორჯერ მეტია მათთან კლდოვანი პლანეტების არსებობის ალბათობა, ვიდრე მზის მსგავსებთან. თუმცა, ისინი ძლიერ აქტიური ვარსკვლავებია; ახალგაზრდობაში ძლიერ კაშკაშებენ და ახასიათებთ ანთებები და რენტგენული გამოსხივება, რასაც მათი პლანეტების ატმოსფეროს განადგურება შეუძლია“, — ამბობს NASA-ს ასტროფიზიკოსი თომას გრინი.
TRAPPIST-1b პირველი ნაბიჯია იმის დასადგენად, რა გავლენას შეიძლება ახდენდეს ეს აქტივობა სისტემაზე. ჰაბლის და სპიტცერის ტელესკოპებით ჩატარებულმა წინა კვლევებმა გამორიცხა ამ პლანეტის გარშემო გაუხშოებული, გაბერილი ატმოსფეროს არსებობა; დარჩა შანსი, რომ TRAPPIST-1b-ს აქვს სქელი, მკვრივი ატმოსფერო.
სწორედ აქ ჩაერთო საქმეში ჯეიმს ვების ინფრაწითელი შესაძლებლობები. ტელესკოპის უნიკალური სიძლიერით მკვლევრებმა TRAPPIST-1b-ის ტემპერატურის გაზომვა სცადეს — ეგზოპლანეტის მიერ გამოყოფილი თერმული რადიაციის ინფრაწითელი სინათლის.
საკვანძო იყო ვარსკვლავის გარშემო ეგზოპლანეტის მოძრაობისას წარმოქმნილი სინათლის გამრუდება. როდესაც ეგზოპლანეტა ჩვენსა და ვარსკვლავს შორის გაივლის, ვარსკვლავის სინათლის გარკვეულ ნაწილს ბლოკავს და იწვევს ოდნავ ჩაბნელებას.
მაგრამ როდესაც ეგზოპლანეტა ვარსკვლავის უკან გაივლის, რასაც მეორედ დაბნელებას უწოდებენ, ჩაბნელება ასევე შეიმჩნევა.
იმიტომ, რომ როცა ეგზოპლანეტა ვარსკვლავის რომელიმე მხარეს არის, მისი სინათლის გარკვეულ ნაწილს ირეკლავს, რასაც ემატება თავად მის მიერ გამოყოფილი რადიაციაც და იზრდება სისტემაში დაკვირვებადი მთლიანი სინათლე. ეს კი იმას ნიშნავს, რომ მეორეული დაბნელებისას შემჩნეული ნებისმიერი სინათლე მხოლოდ ვარსკვლავის მიერ არის გამოყოფილი.
გვერდით ყოფნისას ეგზოპლანეტის მიერ გამოყოფილი დამატებითი სინათლისა და არეკლილი ვარსკვლავის სინათლის საშუალებით, მეცნიერებს შეუძლიათ განსაზღვრონ, რამდე ინფრაწითელ რადიაციას გამოყოფს თავად პლანეტა, შესაბამისად, დაადგინონ მისი ტემპერატურა. ამის საფუძველზე კი, თავის მხრივ, შესაძლებელია გაირკვეს, არის თუ არა იქ ატმოსფერო.
„ეს პლანეტა გრავიტაციულად ჩაკეტილია, ანუ მისი ერთი მხარე მუდმივად ვარსკვლავისკენ არის მოქცეული, მეორე კი მუდმივ წყვდიადშია ჩაფლული. თუკი მას ატმოსფერო აქვს, რომელიც სითბოს ცირკულირებას და გადანაწილებას მოახდენს, დღის მხარე იმაზე ცივი იქნება, ვიდრე ატმოსფეროს არარსებობის შემთხვევაში იქნებოდა“, — ამბობს CEA-ს ასტრონომი პიერ-ოლივერ ლაგაჟი.
მკვლევრებმა TRAPPIST-1b-ის ხუთი მეორეული ტრანზიტის დაჭერა შეძლეს და ამ მოვლენათა საფუძველზე განსაზღვრეს, რომ პლანეტის დღის მხარეს ტემპერატურა დაახლოებით 230 გრადუსი ცელსიუსია. მიუხედავად იმისა, რომ ეს ტემპერატურა უფრო ნაკლებია, ვიდრე მერკურის დღის მხარის, არ შეესაბამება ატმოსფეროს არსებობას.
„ეს შედეგი კომპიუტერულ მოდელს შევადარეთ, რათა გვენახა, რა ტემპერატურა უნდა ყოფილიყო სხვადასხვა სცენარში“, — ამბობს დურკო.
მისი განცხადებით, შედეგები თითქმის სრულყოფილად შეესაბამება უსიცოცხლო ქანებისგან აგებულ სხეულს, რომელსაც ატმოსფერო არ აქვს. მათ ასევე ვერ ნახეს ნახშირორჟანგის მიერ სინათლის შთანთქმის რაიმე ნიშანი, რაც ამ გაზომვებში აშკარად უნდა გამოჩენილიყო.
მკვლევართა განცხადებით, შემდეგი კვლევები უფრო ზუსტად დაახასიათებს TRAPPIST-1b-ზე სითბოს გლობალურ გადანაწილებას, რათა უკეთესად შევისწავლოთ წითელ ჯუჯა ვარსკვლავთა კლდოვანი პლანეტები, გავიგოთ ისიც, თუ რამდენად განსხვავდებიან ეს სისტემები ჩვენისგან.
კვლევა ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია esawebb.org-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.