سیاره‌های سامانه فراخورشیدی تراپیست احتمالاً مملو از آب هستند

ستاره شناسان در فوریه ۲۰۱۷، از کشف چندین سیاره فراخورشیدی در حال گردش به دور یک ستاره کوتوله سرخ موسوم به «تراپیست-۱» خبر دادند و از آن زمان به دقت این سامانه را برای یافتن نشانه‌های احتمالی حیات زیر نظر گرفته‌اند. این سیاره‌‌ها در منظومه هفت سیاره‌ای «تراپیست-۱» (TRAPPIST-1) در فاصله حدود ۴۰ سال نوری از زمین قرار دارند.

بر اساس یافته‌های جدید، این سیاره‌ها ممکن است دارای فراوانی یکی از مهم‌ترین عناصر حیات، یعنی آب باشند. دانشمندان از زمان کشف این سامانه، در مورد قابل سکونت بودن سیاره‌ها موجود در آن بحث‌های زیادی داشته‌اند. این بحث‌ها بر روی ستاره مادر این سیاره‌ها، یعنی ستاره کوتوله سرخ متمرکز شده است. این ستاره‌ها کوچک‌تر و سردتر از خورشید ما هستند و به فعالیت‌های شراره‌ای خود شناخته می‌شوند.

یکی دیگر از سوالات مهم، میزان آب موجود در این سامانه است. یافته‌های قبلی نشان داده‌اند که سیاره‌های در حال گردش به دور کوتوله‌های سرخ ممکن است دارای مقادیر زیادی آب باشند، اما ممکن است نتوانند آن را برای مدت طولانی حفظ کنند. این یافته‌ها توسط تحقیقات دیگری پشتیبانی می‌شوند که نشان دادند این سیاره‌ها به دلیل تشعشعات شدید فرابنفش از ستاره میزبان خود، میزان زیادی از آب خود را در فضا از دست می‌دهند.

در این مطالعه جدید، تیمی از پژوهشگران به سرپرستی ترنت توماس (Trent Thomas) اخترفیزیکدان دانشگاه واشنگتن (Washington) به یافته‌های جدیدی از تلسکوپ فضایی جیمز وب پرداختند.

مشاهدات تازه این تلسکوپ از سیاره فراخورشیدی «تراپیست-۱سی»(TRAPPIST-۱ c)، وجود جو ضخیم کربن دی‌اکسیدی را رد کرد. این امر نشان می‌دهد که این سیاره برخلاف تصورات قبلی شبیه به سیاره زهره نیست. با این حال، این مشاهدات وجود بخار آب یا اکسیژن تولید شده توسط تفکیک شیمیایی آن را رد نکرد. این تیم در مقاله خود توضیح داد: حفظ بخار آب جوی مانند خروج گازهای آتشفشانی نیاز به یک منبع آب امروزی دارد.

برای بررسی این احتمال و تخمین میزان احتمالی خروج گازها در سیاره‌های تراپیست-۱، این تیم یک مدل نظری خروج گازها را بر اساس سیاره‌ها سنگی منظومه شمسی مانند عطارد، زهره، زمین و مریخ تولید کرد. سپس آنها فیلترهایی را بر اساس مشاهدات منظومه و آنچه در مورد ژئوشیمی آن شناخته شده است، اعمال کردند تا احتمالات قابل قبول را محدود کنند.

یافته‌های آنها نشان داد که میزان خروج گازها از هر هفت سیاره بین ۰/۰۳ تا ۸ برابر زمین خواهد بود. با این حال، آنها همچنین دریافتند که میزان سرعت ماگما در این منظومه مشابه مریخ است. در حالی که نشانه‌هایی وجود دارد که مریخ هنوز در زیر سطح خود ماگما دارد، اما از نظر آتشفشانی، خاموش در نظر گرفته می‌شود. همین امر ممکن است در مورد سیاره‌های تراپیست-۱ نیز صادق باشد.

دانشمندان می‌گویند: نتایج مدل ما برای میزان سرعت ماگما همچنین نشان می‌دهد که سیاره‌های تراپیست-۱ در حال حاضر به احتمال زیاد فعالیت آتشفشانی کمی دارند یا هیچ فعالیتی ندارند. آنها می‌گویند: نتایج ما نشان می‌دهد که میزان خروج آب از سیاره‌های تراپیست-۱ به احتمال زیاد کمتر از زمین است و میزان خروج گازهایی که وسیع‌تر از زمین هستند در دامنه‌ای قابل قبول است. نتایج آنها نشان داد که این سیاره‌ها ممکن است دارای گوشته‌های نسبتاً خشک شبیه به زمین باشند. اما همانطور که تأکید کردند، این احتمال وجود دارد که آب تا یک درصد از جرم آنها را تشکیل دهد.

این تیم ادامه داد: نتایج ما نشان می‌دهد که گوشته‌های خشک‌تر در محدوده وسیع‌تری از محتوای آب گوشته هستند. این امر ناشی از این فرض است که سیاره‌های تراپیست-۱ دارای بخش‌های داخلی زمینی با محتوای آب گوشته هستند که در طول ۴٫۵ میلیارد سال عمر این منظومه، زیر یک درصد از وزن سطح بالایی باقی می‌مانند. وجود مقادیر کمتر اکسیژن در گوشته با محتوای آب گوشته زمین سازگارتر است.

این امر، با توجه به این که آب حدود ۷۱ درصد از سطح زمین را پوشانده است، اما تنها حدود ۰/۰۲ درصد از کل جرم آن را تشکیل می‌دهد، جالب است. این می‌تواند به این معنی باشد که سیاره‌های در حال گردش در منطقه قابل سکونت تراپیست-۱ از نظر آتشفشانی غیرفعال هستند و درجات مختلفی از آب دارند. این درجات شامل جهان‌های آبی بالقوه و جهان‌های سنگی بایر و سیاره‌هایی شبیه به زمین پوشیده از اقیانوس‌هاست.

این نتایج، این فرضیه را تایید می‌کند که منظومه تراپیست-۱ مملو از آب است. با این وجود، سوالات زیادی در مورد قابلیت سکونت آن باقی مانده است. مشاهدات جیمز وب از تراپیست-۱ و سایر منظومه‌های کوتوله سرخ هنوز در مراحل ابتدایی خود قرار دارد و مشاهدات بیشتر به ستاره‌شناسان این امکان را می‌دهد تا پتانسیل سکونت بودن، این منظومه را بسنجند.

.

بیشتر بخوانید: ۱۰ مورد از خطرناک‌ترین سیارات کهکشان راه شیری