TRAPPIST-1 b og c er nakne klipper – Webb viser 400 graders forskjell

Romteleskopet James Webb har produsert de første fullstendige klimakartene over steinplaneter utenfor solsystemet. De to innerste planetene i TRAPPIST-1-systemet viser en temperaturforskjell på over 400 grader Celsius mellom den permanent solbelyste og den permanent mørke siden. En slik forskjell er fysikalsk bare mulig på verdener uten en atmosfære som kan omfordele varme. TRAPPIST-1 b og TRAPPIST-1 c er bekreftet som nakne klipper uten luft.

TRAPPIST-1-systemet har i nesten ett tiår hatt en sentral plass i forskningen på liv utenfor Jorden. En rød dvergstjerne 39 lysår unna, i stjernebildet Vannmannen, omgitt av sju jordstore planeter — tre av dem i den beboelige sonen, der temperaturer i teorien ville tillate flytende vann på overflaten. Røde dverger utgjør mer enn tre fjerdedeler av alle stjernene i Melkeveien, og det faktum at jordstore planeter er særlig vanlige rundt dem, hadde gjort spørsmålet om liv i slike systemer til et sentralt tema innen exoplanetenforskingen. De nye dataene lukker dette spørsmålet for de to innerste planetene.

Mekanismen som forklarer atmosfæretapet er tidevannsforankring. Fordi TRAPPIST-1 er mye mindre og kaldere enn solen, kretser de indre planetene svært nær stjernen og fullfører ett omløp på under to jorddøgn. På denne avstanden har tidevannskrefter synkronisert planetenes rotasjon med omløpstiden, akkurat slik månen alltid vender samme side mot Jorden. Resultatet er en side i evig dag og en annen i evig natt. På en planet med tett atmosfære ville vinder transportere varme fra den belyste siden til den mørke og jevne ut temperaturforskjellen. Forskjellen på 400 grader som Webb har målt, dokumenterer at denne transporten ikke finner sted — det er ingenting som flytter varmen, fordi det ikke finnes luft.

Du vil kanskje også likeOksygen kartlagt i 4 546 punkter i NGC 1365 rekonstruerer 12 milliarder år med galaktisk evolusjon

Historiens første fullstendige termiske kart av jordstore exoplaneter

Laget ledet av astronomen Emeline Bolmont ved Universitetet i Genève brukte Webbs MIRI-instrument til å registrere det fagfolk kaller termiske fasekurver: ved å følge infrarød lysstyrke fra stjernesystemet over fullstendige omløpssykluser kunne forskerne kartlegge temperaturen for hvert punkt i planetens bane. Det viste seg at dagssiden til TRAPPIST-1 b overstiger 200 grader Celsius, mens nattsiden faller under minus 200. TRAPPIST-1 c er generelt kaldere, men viser den samme bratte kontrasten. Ifølge forskerne er dette første gang i astronomiens historie at man har oppnådd en fullstendig termisk kartlegging av jordstore exoplaneter.

Det er likevel grunn til å unngå for vidtrekkende slutninger. TRAPPIST-1 b og c er de planetene som er mest eksponert for stjernens stråling, og dermed mest sårbare for atmosfæretap. Lagets egne teoretiske modeller indikerer at de ytre planetene i systemet kan ha beholdt atmosfærer til tross for hva som skjedde med de to innerste. Den analogien forskerne selv trekker frem er opplysende: Merkur, nærmest solen, mangler atmosfære, mens Venus og Jorden, på lengre avstand, har beholdt sine. Skjebnen til TRAPPIST-1 b og c er ikke avgjørende for TRAPPIST-1 e, f eller g — de tre planetene i den beboelige sonen. De termiske fasekurvene gir dessuten indirekte dokumentasjon: de bekrefter fraværet av en tett atmosfære, men utelukker ikke en svært tynn gasskappe under deteksjonsgrensen.

Resultatene ble publisert i tidsskriftet Nature Astronomy. Observasjoner av TRAPPIST-1 e, den planeten som befinner seg midt i den beboelige sonen, pågår som del av DREAMS-programmet ved Space Telescope Science Institute. Femten ytterligere transitpassasjer er planlagt. Hvis det finnes en atmosfære på den planeten, har Webb instrumentene til å påvise det i løpet av de kommende månedene.

Mer som dette

Lyset har alltid skjult et univers med 48 dimensjoner

Deformasjonstekniske La₃Ni₂O₇-tynnfilmer oppnår 40K-supraledning uten ekstremt trykk

Å blokkere ett enkelt protein gjør immunsystemets celler til mer effektive kreftdrepere

Universets spøkelsesaktige harddisker: Hvorfor de største sorte hullene er laget av luft

En avføringsprøve oppdager 90 prosent av tykktarmskrefttilfeller uten koloskopi