Oamenii de știință dau o veste proastă în legătură cu o planetă în care își puseseră speranțe mari

Oamenii de știință au descoperit că o planetă potențial locuibilă își pierde atmosfera, un proces care ar putea, în cele din urmă, să facă această lume, Trappist-1e, inospitalieră pentru viață. Se pare că acest proces este cauzat de curenții electrici creați în timp ce planeta se deplasează în jurul stelei sale gazdă, o pitică roșie, informează space.com.

Este o descoperire semnificativă, deoarece sistemul Trappist-1e, în care această exoplanetă orbitează în jurul unei mici stele pitice roșii, a fost una dintre țintele principale în căutarea vieții extraterestre. Dintre cele șapte lumi stâncoase asemănătoare Pământului din sistem, cel puțin 3 sunt situate în zona locuibilă, o regiune din jurul unei stele care nu este nici prea caldă, nici prea rece pentru a permite unei planete să susțină apă lichidă.

Cu toate acestea, o planetă fără atmosferă nu poate păstra apă lichidă, chiar dacă se află în zona locuibilă, cunoscută și sub numele de "zona Goldilocks". Acest lucru arată că, deși Trappist-1e s-ar putea afla în zona locuibilă a piticului roșu Trappist-1, situat la 40 de ani-lumină de Pământ, habitabilitatea sa ar putea fi trecătoare.

Același fenomen care afectează atmosfera lui Trappist-1e ar putea avea un impact și asupra atmosferei celorlalte planete din această zonă locuibilă, ceea ce reprezintă o veste proastă pentru posibilitatea de a găsi viață în acest sistem.

În legătură cu acest subiect: Această exoplanetă TRAPPIST-1 pare să nu aibă atmosferă - adevărul s-ar putea ascunde în steaua sa, dezvăluie Telescopul spațial James Webb

Modalități de a dezbrăca atmosfera unei exoplanete

Trappist-1e este aproximativ de mărimea Pământului, dar are o masă de aproximativ 0,7 ori mai mare decât cea a planetei noastre. Este a patra planetă de la steaua sa, orbitează la o distanță de doar 0,028 ori mai mare decât cea dintre Pământ și Soare, completând o orbită în doar 6,1 zile terestre.

În ciuda acestei apropieri, deoarece Trappist-1 este mult mai mică și mai rece decât soarele, zona sa locuibilă este mult mai aproape de suprafața sa în comparație cu zona locuibilă a stelei noastre. În acest scop, nu radiațiile provenite de la această pitică roșie par să dezbrace atmosfera lui TRAPPIST-1e, ci mai degrabă un vânt de particule încărcate suflate de stea, numit "vânt stelar".

"Am analizat modul în care vremea spațială se schimbă de-a lungul orbitei planetei, TRAPPIST-1e trecând foarte rapid între condiții și presiuni foarte diferite ale vântului stelar, ceea ce duce la un fel de compresie și relaxare pulsatorie a câmpului magnetic planetar", a declarat pentru Space.com Cecilia Garraffo, membră a echipei și astrofizician la Harvard & Smithsonian. "Acest lucru conduce curenți electrici puternici în atmosfera superioară - ionosfera - care încălzesc atmosfera exact ca un încălzitor electric".

Garraffo a explicat că Pământul se confruntă, de asemenea, cu variații ale vântului solar, care provoacă o încălzire similară a atmosferei noastre. Diferența constă în faptul că încălzirea resimțită de TRAPPIST-1e este de până la 100.000 de ori mai puternică decât cea pe care o resimte Pământul în cazul vânturilor solare. Acest lucru se datorează faptului că Trappist-1e se mișcă rapid în jurul stelei sale, iar mișcarea conduce curenți ionosferici puternici care se disipă și creează o încălzire extremă, pe care echipa o numește "încălzire Joule determinată de tensiune".

Chiar dacă echipa a prezis acest efect încă din 2017, cercetătorii au fost surprinși de cât de puternic au constatat acum că este."Ar putea fi atât de puternic pentru TRAPPIST-1e încât căldura să evapore, în esență, atmosfera superioară", a declarat Garraffo."De-a lungul a milioane de ani, planeta și-ar putea pierde atmosfera în întregime din cauza acestui fenomen".Cercetările echipei arată că există mai mult de câteva moduri prin care o planetă își poate pierde atmosfera.

Ofer Cohen, membru al echipei și cercetător la Lowell Center for Space Science & Technology, a declarat pentru Space.com că, de obicei, se crede că pierderea atmosferei exoplanetelor este determinată de un proces extern. Printre acestea se numără radiațiile puternice ale stelei, care pot determina încălzirea atmosferei și ieșirea acesteia, sau particulele încărcate din vântul stelar care lovesc planetele, provocând un efect puternic de desprindere."În acest caz, încălzirea atmosferei și pierderea acesteia ca urmare, sunt determinate doar de mișcarea planetară rapidă. Așadar, planeta se condamnă singură să își piardă atmosfera prin simpla mișcare", a declarat Cohen."Este ca și în cazul în care suntem prea leneși să ne curățăm acoperișul mașinii de zăpadă și pur și simplu începem să conducem, sperând că aerul care se mișcă în jurul mașinii va face treaba în locul nostru și va îndepărta zăpada - cel puțin așa facem în zona Boston."Cred că este foarte tare faptul că planetele pot face acest lucru cu atmosfera lor".

Ce se întâmplă cu celelalte planete Trappist-1?Pe Pământ, magnetosfera noastră ne protejează atmosfera prin devierea particulelor încărcate pe liniile de câmp magnetic și în spatele planetei noastre. Marte, lipsită de un câmp magnetic puternic, și-a văzut atmosfera desprinsă de vânturile solare și de radiațiile solare dure. De fapt, Planeta Roșie și-a pierdut probabil apa în spațiu ca urmare a acestui fapt.

Se crede că Trappist-1e are, de asemenea, o magnetosferă, dar aceste descoperiri arată că aceasta ar putea să nu fie suficientă pentru a preveni distrugerea atmosferei

"În mod normal, câmpul magnetic al unei planete acționează ca o bulă protectoare, dar în jurul lui TRAPPIST-1e, această bulă este compromisă. Câmpul magnetic al planetei se conectează cu cel al stelei, creând căi care permit particulelor stelei să lovească direct planeta", a declarat Garraffo. "Acest lucru nu numai că îndepărtează atmosfera, dar o și încălzește semnificativ, lăsând TRAPPIST-1e și vecinii săi vulnerabili la pierderea totală a atmosferei".

Trappist-1e este cea de-a patra planetă de pe steaua pitică roșie din inima acestui fascinant sistem planetar de lumi stâncoase. Astronomii au descoperit anterior că Trappist-1b, cea mai apropiată exoplanetă de această stea, pare să-și fi pierdut deja atmosfera.

Echipa crede că încălzirea Joule provocată de tensiune ar putea avea un impact și asupra planetelor Trappist-1f și Trappist-1g, lipsindu-le și pe acestea de atmosferă, deși într-o măsură mai mică decât cea pe care o observă în cazul lui Trappist-1e. Acest lucru se datorează faptului că, la 0,038 și, respectiv, 0,04683 ori distanța dintre Pământ și Soare față de steaua lor, aceste planete se deplasează mai lent prin vânturile stelare ale piticei roșii decât Trappist-1e.

"Planetele mai apropiate de Trappist-1e vor avea o soartă și mai extremă, iar cele mai îndepărtate un pic mai blândă", a declarat Garraffo. "Mi-aș imagina că toate planetele Trappist-1 vor avea dificultăți în a păstra o atmosferă".

Descoperirile echipei ar putea avea implicații în afara sistemului Trappist-1, precum și în căutarea de exoplanete locuibile și de viață în afara sistemului solar. Ele sugerează că exoplanetele apropiate de stelele lor și-au pierdut probabil atmosfera, chiar dacă se află în zona locuibilă a stelei respective.

Rezultatele ar putea ajuta în continuare să sugereze ce stele ar putea găzdui planete cu molecule care indică prezența vieții: Biomarkeri.

"Cercetarea noastră sugerează că astfel de stele gazdă cu masă redusă nu sunt probabil cele mai promițătoare pentru a găzdui planete cu atmosferă", a concluzionat Garraffo. "Identificarea stelelor-gazdă care pot fi propice pentru planete locuibile și observarea acestor treceri atmosferice cu ajutorul telescopului spațial James Webb și al viitoarelor observatoare, dar și construirea tehnologiei pentru a interpreta aceste rezultate în termeni de biomarkeri."