Valószínűleg nincs számottevő légköre a TRAPPIST-1 csillaghoz második legközelebbi kőzetbolygónak, a TRAPPIST-1c-nek – derül ki a James Webb űrteleszkóp (JWST) megfigyeléseiből, amiket hétfő délután tett közzé a Nature folyóirat. A Földtől 40 fényévre található bolygórendszer vizsgálata az űrtávcső legjobban várt mérései közé tartozik, mert a hét kőzetbolygóból három a lakhatósági zónában kering, így felszínükön elképzelhető az általunk ismert élethez nélkülözhetetlen folyékony víz jelenléte.

Sebastian Zieba, a Max Planck Csillagászati Kutatóintézet exobolygó-kutatójának és kollégáinak eredményei szerint a TRAPPIST-1c a csillaghoz legközelebb eső bolygóhoz, a TRAPPIST-1b-hez hasonlíthat, aminek az James Webb űrtávcsővel folytatott megfigyelésének eredményeit még márciusban közölték. Ezzel nagy biztonsággal ki tudták zárni, hogy a TRAPPIST-1c a Vénuszhoz hasonló, vastag, szén-dioxidban gazdag légkörrel rendelkezne, ami az egész bolygórendszer kialakulásának körülményeiről és történetéről is árulkodhat.

„A James Webb mérései lényegében teljesen beilleszthetők a korábbi elképzeléseinkbe, miszerint a csillaghoz közelebbi bolygók, a TRAPPIST-1b és a TRAPPIST-1c nem, vagy nagyon csekély légkörrel rendelkezhetnek” – mondta a Qubitnek az új eredményekről Boldog Ádám, a CSFK Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet exobolygókkal foglalkozó szakembere. A csillagász szerint a vizsgálat legfontosabb részlete az, hogy a kutatók által tesztelt légkör nélküli (bare rock) modellek mind magyarázták a méréseket, így továbbra is tartja magát az állítás, hogy ennél a két csillaghoz közeli bolygónál nem kell számottevő légkörrel számolni.

Nem hasonlít a Vénuszra, de ez nem is meglepő

Boldog szerint a mérések teljes mértékben alátámasztják azt, amit a TRAPPIST-1 rendszerről gondoltak a kutatók, és az lett volna igazán meglepő, ha kiderül, hogy a TRAPPIST-1c légköre a Vénuszéhoz hasonló. A Földdel majdnem megegyező méretű és sűrűségű Vénusz felszínét kénsavfelhők takarják el a teleszkópok és a kíváncsi űrszondák kamerái elől. A Naptól mérten második bolygó vastag légköre 96 százalékban szén-dioxidból áll, ami elszabadult üvegházhatást és az ólmot megolvasztó, extrém körülményeket eredményez a felszínén.

Ha a TRAPPIST-1c-nek esetleg mégis lenne egy nagyon vékony légköre, magyarázta a csillagász, akkor abban a szén-dioxid kis mennyiségben van jelen, így az atmoszféra főleg oxigénből állhat. Ebben az esetben ugyanakkor felmerülne, hogy hová tűntek róla az oxigénnél nehezebb szén-dioxid-molekulák, amik kisebb eséllyel szöknek el, vagy jelen voltak-e ezek egyáltalán a bolygó légkörében. A kutató ugyanakkor hangsúlyozta, hogy a mostani mérés teljesen alátámasztja a légkör nélküli forgatókönyvet.

Zieba és munkatársai a megfigyeléseket az űrteleszkóp közép-infravörös tartományban vizsgálódó MIRI detektorával végezték 2022 októberében és novemberében. A négy észlelés alatt a bolygó nappali oldalának hőkibocsátását mérték meg, ahogy a TRAPPIST-1c a teleszkóp szemszögéből 42 perc alatt áthaladt a csillag előtt.

Az adatelemzés végén 380 kelvint kaptak a bolygó nappali oldalának fényességi hőmérsékletére, és ez messze az eddigi leghidegebb, amit egy más csillag körül keringő kőzetbolygónál mértek. Ugyanez az érték a Merkúrnál 440, a Vénusznál pedig 227 kelvin, így a TRAPPIST-1c fényességi hőmérséklete a Naprendszerünk két legbelső bolygója közé esik. A kutatók szerint ez amellett, hogy kizár egy szén-dioxidban gazdag vastag légkört, azt is valószínűtlenné teszi, hogy a bolygónak 0,1-10 bar felszíni nyomású (a Föld felszínén 1,01 bar a légnyomás), oxigénből és szén-dioxidból álló légköre lenne.

Lehet, hogy a csillag fújta el a légkörét

Ahogy Zieba és kollégái tanulmányukban írják, egy bolygó légkörének összetétele sok mindentől függ: mennyi illékony anyag, például szén-dioxid, víz, ammónia, vagy metán volt rajta a kialakulásakor, milyen vulkáni tevékenység zajlott rajta, és mennyire tűnt el vagy omlott össze idővel a légkör. Boldog szerint a jelentősebb atmoszféra hiányának egyik lehetséges, valószínű oka a csillag aktivitása. Mivel ezek az égitestek nagyon közel keringenek a központi csillagukhoz, ezért kialakulásukat követően az M törpecsillagokra jellemző erős aktivitás hatására jelentős légkörszökés zajlott le az égitesteken.

Ez alatt az aktivitás alatt a szakember töltött részecskékből álló csillagszelet, flereket, valamint koronakidobódásokat (CME) ért, amik következtében szerinte a Trappist-1 rendszerben a belső bolygók vagy akár a távolabb keringők is jelentős vagy teljes mértékben elveszíthették légkörüket. De a csillagász szerint a kutatás eredményei alapján az is elképzelhető, hogy a bolygókon már kialakulásuk során viszonylag kis mennyiségű víz volt jelen, ami nem bizonyult elegendőnek egy vastagabb, a vízmolekulák disszociációjából keletkező oxigénben gazdag légkör kialakításához.

Ahhoz, hogy egy bolygó lakható legyen, kiterjedtebb légkörrel kell rendelkeznie, magyarázta a kutató. Ha a TRAPPIST-1 körüli lakhatósági zónában keringő bolygókon sem volt keletkezésükkor jelentős víztömeg, csökken annak az esélye, hogy lakhatók. Boldog szerint ugyanakkor meg kell várni, mit mondanak majd az ezekről készült mérések, amiket a mostani eredmények miatt így még nagyobb várakozás övez. A csillagász szerint a legnagyobb lépés az lenne, ha ténylegesen sikerülne kimutatni valamelyik TRAPPIST-1 bolygón az atmoszféra jelenlétét, és kizárhatnánk a légkör nélküli forgatókönyvet.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: