Exoplaneten aus dem TRAPPIST-1-System könnten viel Wasser enthalten
– Nachrichten vom 14. Februar 2018 –
Im Jahr 2015 entdeckten wir den Stern TRAPPIST-1 und seine 7 Exoplaneten, die nur 39 Lichtjahre von der Erde entfernt sind. Der Zwergstern erweckte schnell das Interesse von Forschern außerirdischen Lebens. Tatsächlich haben diese 7 Planeten alle eine Größe, die der Erde sehr ähnlich ist. Drei von ihnen sind sogar in der bewohnbaren Zone ihres Sterns. Das bedeutet nicht, dass sie das Leben willkommen heißen, sondern dass ihre Oberflächentemperatur mit flüssigem Wasser verträglich sein muss, wenn wir die Auswirkungen der Atmosphäre, die wir nicht haben, nicht berücksichtigen. Eine Ende Januar veröffentlichte Studie legt nahe, dass einige der Planeten im TRAPPIST-1-System viel mehr Wasser haben als die Erde.
Um dieses Ergebnis zu erreichen, versuchte ein internationales Team von Astronomen, die Dichte der Planeten von TRAPPIST-1 zu bestimmen, was schwierig ist und die Verwendung einiger der größten astronomischen Instrumente erfordert, sprich Spitzer Weltraumteleskop, Kepler Weltraumteleskop und das Observatorium SPECULOOS. Durch die Kombination der Beobachtungen der drei Teleskope haben Astronomen ein Modell entwickelt, um die Dichte der Planeten zu bestimmen. Dafür müssen wir gleichzeitig ihren Radius und ihre Masse kennen.
Um den Radius zu bestimmen, war es einfach, weil die Information bereits bekannt war. Die Planeten des TRAPPIST-1-Systems wurden durch die Transits-Methode nachgewiesen, die es ermöglicht, den Radius des beobachteten Planeten genau zu definieren. Um ihre Masse zu bestimmen, ist es komplizierter, weil die Planeten sehr nahe an ihrem Stern sind, aber auch sehr nahe beieinander, was einen Gravitationstanz erzeugt, bei dem jeder jeden beeinflusst. Es ist daher schwierig zu bestimmen, welche Masse an welcher Störung liegt. Nach einigen Versuchen konnte das internationale Team eine Simulation der Planeten und ihrer Masse reproduzieren, die die beobachteten Transite perfekt reproduzierte. Sobald die Dichte der Planeten bekannt ist, muss entschieden werden, welche Arten von Materialien diese Dichte am besten erklären können.
Die Studie kommt zu dem Schluss, dass TRAPPIST-1b und TRAPPIST-1c, die beiden Planeten, die ihrem Stern am nächsten sind, aus felsigem Material bestehen und eine viel dichtere Atmosphäre haben als die Erde, ähnlich wie die Venus. TRAPPIST-1d, der dritte Planet, der von seinem Stern ausgeht, hat eine Masse, die einem Drittel der Masse der Erde entspricht, und hat wahrscheinlich entweder eine dicke Atmosphäre, einen Ozean oder einen Eismantel. TRAPPIST-1e ist der dichteste der Planeten im System. Es ist der Erde in Bezug auf Größe, Dichte und Strahlung am ähnlichsten. Viele verschiedene Szenarien könnten seine hohe Dichte erklären, wie zum Beispiel einen besonders großen Eisenkern. Aber es könnte auch eine beeindruckende Menge Wasser haben. Die letzten drei bekannten Planeten des TRAPPIST-1-Systems erhalten wenig Strahlung von ihrem Stern. Dies sind nur Ableitungen von der Dichte dieser Planeten und der Strahlung, die sie erhalten, aber man hofft, dass die Planeten des TRAPPIST-1-Systems das Ziel einer Beobachtungskampagne von James Webb sein werden, dem neuen Weltraumteleskop, das wahrscheinlich helfen könnte um diese Abzüge zu verfeinern.
Scientific Team analysiert UV-Strahlung des TRAPPIST-1-Systems
– Nachrichten vom 19. September 2017 –
TRAPPIST-1 ist ein Zwergstern im Sternbild Wassermann. Im vergangenen Februar kündigte ein Team europäischer Astronomen die Entdeckung von 7 tellurischen Planeten in der Umlaufbahn um TRAPPIST-1 an. Die tellurischen Planeten bestehen hauptsächlich aus Felsen und Metall, wie die Erde. Von diesen 7 Planeten könnten 3 in der bewohnbaren Zone ihres Sterns sein. Letzten Monat brachte ein Team um Vincent Bourrier von der Universität Genf neue Informationen zu diesem System.
Dank der Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops konnten sie die Menge an ultravioletter Strahlung analysieren, die jeder dieser Planeten empfängt. Diese Beobachtungen machten es möglich, die Verluste an Wasserstoff hervorzuheben, an denen die Atmosphäre dieser Planeten leidet. In der Tat sind ultraviolette Strahlen der Ursprung eines Prozesses, der Photodissoziation genannt wird, bei dem Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff zerfallen. Die leichteren Wasserstoffschichten steigen dann in den höchsten Lagen der Atmosphäre auf und können der Gravitationskraft des Planeten entkommen. Durch die Beobachtung der Wasserstoffverluste der Planeten von TRAPPIST-1 konnte das Team von Vincent Bourrier das Potenzial dieser Planeten zum Schutz von Wasser abschätzen. Die Planeten, die dem Stern am nächsten sind, scheinen diejenigen zu sein, die am meisten Wasserstoff und damit Wasser verloren haben.
Das wissenschaftliche Team glaubt, dass die Planeten TRAPPIST-1b und TRAPPIST-1c in ihrer Geschichte bis zu 20 Mal mehr Wasser verloren haben. So ist es derzeit sterile und tote Planeten wegen intensiver ultravioletter Strahlung aufgrund der Nähe des Sterns. Die anderen Planeten hätten jedoch viel weniger von dem Phänomen gelitten. Diese Ergebnisse erlauben es uns, die Bewohnbarkeit von Planetensystemen zu überprüfen, die um die roten Zwerge, die zahlreichsten Sterne unserer Galaxie, kreisen. Es ist immer noch unklar, ob einige der TRAPPIST-1-Planeten flüssiges Wasser enthalten, aber es ist interessant festzustellen, dass wir neben dem Nachweis von Exoplaneten auch indirekte Techniken entwickeln, um ihre Atmosphäre zu analysieren und eine wachsende Zahl von Hinweisen auf die Erde zusammenzuführen Bedingungen, die auf ihrer Oberfläche vorherrschen.
Das James Webb Space Telescope wird im Oktober 2018 starten und Beobachtungen im Infrarotbereich durchführen. Hoffen wir, dass Astronomen auf der ganzen Welt ihre Fähigkeiten nutzen können, um mehr über die Exoplaneten zu erfahren, die uns umgeben, angefangen mit dem System von TRAPPIST-1.
Bild von ESO / M. Kornmesser / N. Risinger (skysurvey.org) (http://www.eso.org/public/images/eso1615c/) [CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by /4.0)], über Wikimedia Commons
Quellen
