Nieuwste blik op planeet TRAPPIST-1 roept angst op voor ‘vervuiling’ van sterren: ScienceAlert

Eerder dit jaar deed de James Webb-ruimtetelescoop de hoop op leven op een van de aardachtige exoplaneten die in de Melkweg zijn ontdekt, de pan uit rijzen.

TRAPPIST-1b, een wereld met 1,4 keer de massa en 1,1 keer de straal van de aarde, ligt op slechts 40 lichtjaar afstand en heeft geen waarneembare atmosfeer die hem beschermt tegen de verschroeiende straling van zijn gastster.

Dit resultaat, gemaakt met behulp van optische waarnemingen in het midden-infrarood, was echter niet onverwacht; Het onderzoek ging over het nauwkeurig bestuderen van een kleinere rotsachtige wereld bij lagere temperaturen dan we normaal doen.

Nu zijn er nieuwe nabij-infrarood spectroscopische waarnemingen gedaan met de James Webb Ruimtetelescoop – en deze suggereren dat het gedrag van de gastster van de exoplaneet ons vermogen om nauwkeurige metingen van die exoplaneet te doen mogelijk verstoort.

TRAPPIST-1b is nog steeds niet levenslang bewoonbaar zoals wij dat kennen. Maar de ontdekking, geleid door astronoom Olivia Lim van de Universiteit van Montreal, suggereert dat stellaire besmetting zou kunnen leiden tot valse detecties van moleculen die niets met exoplaneten te maken hebben.

“Onze waarnemingen hebben geen tekenen laten zien van een atmosfeer rond TRAPPIST-1 b. Dit vertelt ons dat de planeet uit kaal gesteente kan bestaan, wolken hoog in de atmosfeer kan hebben of een zeer zwaar molecuul zoals koolstofdioxide kan bevatten, dat de atmosfeer zo klein maakt dat deze niet waarneembaar is.” .”,” zegt astrofysicus Ryan MacDonald Van de Universiteit van Michigan.

“Maar wat we zien is dat de ster absoluut de grootste invloed heeft op onze waarnemingen, en dat dit precies hetzelfde zal doen voor de andere planeten in het systeem.”

Het probleem is dat de sterren er niet altijd met een uniforme helderheid zijn. Sterrenvlekken Het kan een black-out veroorzaken. Faculae zijn heldere plekken. Deze variaties in de helderheid van sterren kunnen een impact hebben op spectroscopische waarnemingen van exoplanetaire atmosferen.

Dergelijke waarnemingen worden gedaan wanneer een exoplaneet tussen ons en zijn gastster passeert. Hierdoor wordt het licht van de ster precies gedimd. Maar een deel van het sterlicht dringt door de atmosfeer van de exoplaneet langs de rand van de schijf van de planeet.

Wetenschappers kunnen zoeken naar veranderingen in het lichtspectrum terwijl een exoplaneet doorkruist, en deze veranderingen gebruiken om te zoeken naar handtekeningen van moleculen die specifieke golflengten van licht absorberen en opnieuw uitzenden.

Als het sterrenlicht nooit zou veranderen, zou het heel gemakkelijk zijn. Maar de onderzoekers ontdekten dat stellaire activiteit spectroscopische waarnemingen aanzienlijk kan vervuilen.

‘Naast besmetting door sterrenvlekken en -facies hebben we ook een stellaire uitbarsting gezien, een onvoorspelbare gebeurtenis waarbij een ster enkele minuten of uren helderder lijkt.’ zegt Lim.

“Deze uitbarsting heeft onze metingen van de hoeveelheid licht beïnvloed die door de planeet wordt geblokkeerd. Deze kenmerken van stellaire activiteit zijn moeilijk te modelleren, maar we moeten er rekening mee houden om er zeker van te zijn dat we de gegevens correct interpreteren.”

Het team modelleerde de sterverontreiniging en voerde vervolgens twee analyses van de gegevens uit: één waarbij de sterverontreiniging werd verwijderd en de tweede waarbij de sterverontreiniging intact werd gelaten. Beide resultaten leken erg op elkaar; Dit betekent dat het spectrum met TRAPPIST-1b vrijwel hetzelfde was als het spectrum zonder.

Dit was een bevestiging van eerdere optische resultaten in het midden-infrarood die aantoonden dat de exoplaneet geen atmosfeer had. Maar het werk van het team toonde ook aan hoe belangrijk het is om rekening te houden met sterrenvervuiling voordat de gegevens worden geanalyseerd.

Het is goed om dit nu te ontdekken. Het TRAPPIST-1-systeem bevat zeven exoplaneten, waarvan er drie zich in de bewoonbare zone rond de ster bevinden, op een mooie, gematigde afstand, die noch te warm noch te koud is voor het leven zoals wij dat kennen. De James Webb-ruimtetelescoop heeft nog niet naar deze bewoonbare zones gekeken, maar nu we weten dat sterbesmetting de resultaten kan vertekenen, kunnen wetenschappers hier rekening mee houden.

“Vanwege de onnauwkeurigheid van stellaire modellen.” De onderzoekers concluderen“Aanvullend theoretisch werk en/of observaties van de gastster zijn nodig om betere beperkingen te stellen aan de bijdrage van sterbesmetting aan toekomstige transmissiespectra.”

Het onderzoek is gepubliceerd in Astrofysische dagboekbrieven.