Nowe dane z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) dostarczają nowego wglądu w trudną rzeczywistość życia wokół czerwonych karłów. Obserwując dwie planety wielkości Ziemi w układzie TRAPPIST-1, astronomowie zauważyli ogromną różnicę temperatur. Daje to podstawy do przypuszczenia, że światy te są pozbawione atmosfery, co poddaje w wątpliwość możliwość istnienia na nich życia.
Laboratorium TRAPPIST-1
Układ TRAPPIST-1, położony 38,8 lat świetlnych od nas w gwiazdozbiorze Wodnika, jest jednym z najważniejszych celów współczesnej astronomii. Składa się z siedmiu skalistych planet, z których większość ma rozmiary porównywalne z Ziemią.
Ponieważ czerwone karły – gwiazdy mniejsze i chłodniejsze od naszego Słońca – stanowią ponad 75% wszystkich gwiazd w Drodze Mlecznej, badanie takich układów ma kluczowe znaczenie. Jeśli planety podobne do Ziemi krążące wokół czerwonych karłów będą w stanie utrzymać atmosferę i życie, statystyczne szanse na znalezienie życia we wszechświecie dramatycznie wzrosną.
Opowieść o dwóch skrajnościach: upalnym dniu i lodowatej nocy
Wykorzystując JWST do pomiaru strumienia świetlnego, badacze przeanalizowali dwie najbardziej wewnętrzne planety: TRAPPIST-1b i TRAPPIST-1c. Wyniki ujawniły ogromną różnicę temperatur pomiędzy stroną dzienną zwróconą w stronę gwiazdy a stroną nocną:
- TRAPPIST-1b: Temperatury w ciągu dnia przekraczają 200°C, natomiast nocą spadają poniżej -200°C.
- TRAPPIST-1c: Temperatury w ciągu dnia sięgają prawie 100°C, natomiast w nocy spadają poniżej -200°C.
Ten wyraźny kontrast jest poważnym sygnałem alarmowym dla nauki. Na planecie o gęstej atmosferze wiatry i cyrkulacja ciepła przenoszą energię ze strony dziennej na nocną, wygładzając te wahania temperatury. Zaobserwowane tutaj „radykalne pęknięcie” wskazuje, że planetom tym brakuje atmosfery, która umożliwiałaby redystrybucję ciepła.
Dlaczego atmosfera zniknęła?
Brak powietrza na tych światach jest prawdopodobnie spowodowany dwoma głównymi czynnikami wspólnymi dla układów czerwonych karłów:
- Bombardowanie radiacyjne: Czerwone karły to niezwykle aktywne gwiazdy. Często emitują intensywne promieniowanie ultrafioletowe i strumienie cząstek energetycznych, które mogą dosłownie wydmuchać atmosferę planety w przestrzeń kosmiczną.
- Blokada pływowa: Ponieważ planety te krążą tak blisko swojej gwiazdy, najprawdopodobniej znajdują się w stanie „blokady pływowej”. Oznacza to, że jedna strona jest zawsze zwrócona w stronę gwiazdy (wieczny dzień), a druga jest zawsze od niej oddalona (wieczna noc), tworząc statyczne środowisko nieodpowiednie do życia.
„Chociaż czerwone karły i ich planety są szeroko rozpowszechnione w naszej Galaktyce, nie ma gwarancji, że nadają się do zamieszkania” – zauważył zespół badawczy.
Patrząc dalej
Chociaż wieści dla najbardziej wewnętrznych planet są ponure, nie oznacza to, że cały system TRAPPIST-1 jest martwy. Naukowcy dokonują porównania z naszym Układem Słonecznym: tak jak Merkury nie ma atmosfery, podczas gdy Ziemia i Wenus ją zachowały, tak zewnętrzne planety TRAPPIST-1 mogą znajdować się wystarczająco daleko od gwiazdy, aby zachować swoje atmosfery.
Co najmniej trzy planety w tym układzie znajdują się w strefie zamieszkiwalnej, gdzie temperatury teoretycznie pozwalają na istnienie wody w stanie ciekłym. Następnym krokiem dla astronomów jest sprawdzenie, czy te zewnętrzne światy zdołały zatrzymać powietrze pomimo niestabilnej natury ich gwiazdy macierzystej.
Wniosek
Obserwacje TRAPPIST-1b i 1c potwierdzają, że intensywne promieniowanie gwiazdowe może pozbawić planety atmosfery podobnej do ziemskiej, zamieniając je w światy niezdatne do zamieszkania, o ekstremalnych wahaniach temperatur. Jednakże poszukiwania trwają: zewnętrzne planety układu mogą nadal skrywać sekrety możliwości zamieszkania na nich planet.
