TRAPPIST-1 Sistemi

Bu sanatçının konsepti, Dünya’dan 40 ışıkyılı uzaklıkta bulunan TRAPPIST-1 sistemi içindeki yedi kayalık ötegezegeni tasvir ediyor. Kredi: NASA ve JPL/Caltech

Yedi ötegezegenin kırılgan yörüngeleri, suyun geç gelişini sınırlar.

Yedi Dünya boyutunda gezegen, TRAPPIST-1 yıldızının yörüngesinde mükemmele yakın bir uyum içinde dönüyor ve ABD’li ve Avrupalı ​​araştırmacılar, gezegenlerin bebekliklerinde ne kadar fiziksel istismara dayanabileceklerini belirlemek için bu uyumu kullandılar.

Fransa’daki Bordeaux Üniversitesi’nden astrofizikçi Sean Raymond, “Kayalıklı gezegenler oluştuktan sonra, her şey onlara çarpıyor” dedi. “Buna bombardıman veya geç birikim deniyor ve kısmen önemsiyoruz, çünkü bu etkiler önemli bir su kaynağı ve yaşamı destekleyen uçucu elementler olabilir.”

Bugün (25 Kasım 2021) çevrimiçi olarak sunulan bir çalışmada Doğa Astronomi, Raymond ve Rice Üniversitesi’nden meslektaşları NASA-finansman sağlanan CLEVER Planets projesi ve diğer yedi kurum, gezegenlerinin uyumunu bozmadan dayanabileceği etkileri keşfetmek için TRAPPIST-1’deki gezegen oluşumunun bombardıman aşamasının bir bilgisayar modelini kullandı.

Raymond, güneş sistemimizde gezegenlerin etki tarihini deşifre etmenin zor olduğunu ve ışık yılı uzaktaki sistemlerde umutsuz bir görev gibi görünebileceğini söyledi.

Raymond, “Dünya’da belirli türdeki elementleri ölçebilir ve bunları meteoritlerle karşılaştırabiliriz” dedi. “Çoğunlukla oluştuktan sonra Dünya’ya ne kadar şeyin çarptığını anlamaya çalışmak için yaptığımız şey bu.”

Ancak bu araçlar, ötegezegenlerdeki bombardımanı incelemek için mevcut değil.

TRAPPIST-1 Sistemi - Sanatçı Konsepti

TRAPPIST-1f gezegenine yakın bir noktadan TRAPPIST-1 sisteminin nasıl görünebileceğini gösteren bir çizim (sağda). Kredi: NASA/JPL-Caltech

“Onlardan asla taş alamayacağız” dedi. “Onlarda asla krater görmeyeceğiz. Öyleyse ne yapabiliriz? TRAPPIST-1’in özel yörünge konfigürasyonu burada devreye giriyor. Bu, buna sınır koymak için çekebileceğimiz bir tür kaldıraç.”

Yaklaşık 40 ışıkyılı uzaklıktaki TRAPPIST-1, güneşimizden çok daha küçük ve daha soğuktur. Gezegenleri, yıldıza olan uzaklıklarına göre b’den h’ye alfabetik olarak adlandırılır. Yıldızın etrafındaki bir yörüngeyi tamamlamak için gereken süre – Dünya’da bir yıla eşdeğer – b gezegeninde 1,5 gün ve h gezegeninde 19 gündür. Dikkat çekici bir şekilde, yörünge periyotları mükemmele yakın oranlar, uyumlu müzik notalarını anımsatan rezonanslı bir düzenleme oluşturur. Örneğin, b gezegenindeki her sekiz “yıl” için, beşi c gezegeninden, üçü d gezegeninden, ikisi e gezegeninden vb.

Raymond, “Bu gezegenlerden herhangi birine tam olarak ne kadar şey çarptığını söyleyemeyiz, ancak bu özel rezonans konfigürasyonu nedeniyle, ona bir üst sınır koyabiliriz” dedi. ‘Bundan fazlası olamaz’ diyebiliriz. Ve bu üst limitin aslında oldukça küçük olduğu ortaya çıktı.

“Bu gezegenler oluştuktan sonra, çok az miktarda madde tarafından bombalanmadıklarını anladık” dedi. “Bu biraz havalı. Sistemdeki gezegenlerin diğer yönlerini düşündüğümüzde bu ilginç bir bilgi.”

TRAPPIST-1 Güneş Sistemi ve Jovian Uyduları ile Karşılaştırma

TRAPPIST-1’in gezegenleri, Jüpiter’in güneş sistemindeki uyduları ve gezegenleriyle karşılaştırıldığında. Kredi: NASA/JPL-Caltech

Gezegenler, yeni oluşan yıldızların etrafındaki gaz ve tozdan oluşan ön-gezegen diskleri içinde büyür. Bu diskler yalnızca birkaç milyon yıl sürer ve Raymond, önceki araştırmaların, genç gezegenler disk kaybolmadan önce yıldızlarına daha yakın göç ettiğinde TRAPPIST-1 gibi rezonans gezegen zincirlerinin oluştuğunu gösterdiğini söyledi. Bilgisayar modelleri, disklerin gezegenleri rezonansa yönlendirebileceğini göstermiştir. Raymond, TRAPPIST-1’ler gibi rezonans zincirlerinin diskleri kaybolmadan önce kurulması gerektiğine inanıldığını söyledi.

Rice çalışmasının ortak yazarı, astrofizikçi ve CLEVER Planets doktora sonrası araştırmacısı Andre Izidoro, TRAPPIST-1’in gezegenlerinin hızlı bir şekilde, Dünya’nın oluşmasının yaklaşık onda birinde oluştuğunu söylüyor.

Sean Raymond

Sean Raymond. Kredi: Pirinç Üniversitesi

Rice’ta Maurice Ewing Yer Sistemleri Bilimi Profesörü olan ve çalışmanın ortak yazarı Rajdeep Dasgupta tarafından yönetilen CLEVER Planets, gezegenlerin yaşamı desteklemek için gerekli elementleri edinme yollarını araştırıyor. Daha önceki çalışmalarda, Dasgupta ve CLEVER Planets’teki meslektaşları, Dünya’nın uçucu unsurlarının önemli bir bölümünün ayı oluşturan çarpışmadan geldiğini göstermişti.

“Eğer bir gezegen erken oluşuyorsa ve çok küçükse, örneğin ayın kütlesi veya Mars, diskten çok fazla gaz biriktiremez, ”dedi Dasgupta. “Böyle bir gezegen, geç bombardımanlar yoluyla yaşam için gerekli uçucu elementleri elde etmek için çok daha az fırsata sahip.”

Izidoro, kütlesinin çoğunu, ay oluşturan çarpışmadan sonraki çarpmalardan yaklaşık %1’i de dahil olmak üzere, nispeten geç kazanan Dünya için durumun böyle olacağını söyledi.

“Gaz (protoplanetary diskte) gittikten sonra Dünya’nın en az bir dev etkisi olduğunu biliyoruz” dedi. “Ay oluşturan olay buydu.

“TRAPPIST-1 sistemi için, erken oluşmuş bu Dünya kütlesindeki gezegenlere sahibiz” dedi. “Yani, Dünya’nın oluşumuyla karşılaştırıldığında potansiyel bir fark, başlangıçtan itibaren bir miktar hidrojen atmosferine sahip olmaları ve asla geç dev bir etki yaşamamış olmalarıdır. Ve bu, gezegenin iç kısmı, gaz çıkışı, geçici kayıplar ve yaşanabilirlik üzerinde etkileri olan diğer şeyler açısından evrimin çoğunu değiştirebilir.”

Raymond, bu haftaki çalışmanın yalnızca diğer rezonanslı gezegen sistemlerinin incelenmesi için değil, aynı zamanda çok daha yaygın olan şeyler için de etkileri olduğunu söyledi. ötegezegen rezonans sistemleri olarak başladığına inanılan sistemler.

André İzidoro

Andre İzidoro. Kredi: Pirinç Üniversitesi

Raymond, “Süper Dünyalar ve alt Neptünler, diğer yıldızların çevresinde çok bol miktarda bulunur ve baskın fikir, bu gaz diski aşamasında içe doğru göç ettikleri ve muhtemelen geç bir çarpışma aşamasına sahip olduklarıdır.” Dedi. “Ancak içe göç ettikleri bu erken aşamada, neredeyse – evrensel olarak – TRAPPIST-1 gibi rezonans zincir yapıları oldukları bir aşamaya sahip olduklarını düşünüyoruz. Sadece hayatta kalamadılar. Daha sonra kararsız hale geldiler. ”

Izidoro, çalışmanın en büyük katkılarından birinin, NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu, Avrupa Güney Gözlemevi’nin Aşırı Büyük Teleskopu ve diğer enstrümanlarının gökbilimcilerin ötegezegen atmosferlerini doğrudan gözlemlemesine olanak sağlamasından yıllar sonra gelebileceğini söyledi.

Izidoro, yankılanan bir göç aşamasında oluşan gezegenler hakkında “Bugün bu gezegenlerin bileşimi üzerinde, ne kadar suya sahip olabilecekleri gibi bazı kısıtlamalarımız var” dedi. “Ama çok büyük hata çubuklarımız var.”

Gelecekte, gözlemler, ötegezegenlerin iç kompozisyonunu daha iyi sınırlayacak ve rezonant gezegenlerin geç bombardıman tarihini bilmek son derece yararlı olabilir.

“Örneğin, bu gezegenlerden birinin çok fazla suyu varsa, diyelim ki %20 kütle payı varsa, su gezegenlere erken, gaz fazında dahil olmuş olmalı” dedi. “Yani, bu suyu bu gezegene ne tür bir sürecin getirebileceğini anlamanız gerekecek.”

Referans: “Trappist-1 ötegezegen sisteminde geç yığılma ve su dağıtımına ilişkin bir üst sınır” 25 Kasım 2021, Doğa Astronomi.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01518-6

Ek çalışma ortak yazarları arasında Cenevre Üniversitesi’nden Emeline Bolmont ve Martin Turbet, Zürih Üniversitesi’nden Caroline Dorn, Bordeaux Üniversitesi’nden Franck Selsis, İngiltere’den Eric Agol bulunmaktadır. Washington Üniversitesi, St. Andrews Üniversitesi’nden Patrick Barth, Almanya, Heidelberg’deki Max Planck Astronomi Enstitüsü’nden Ludmila Carone, Liège Üniversitesi’nden Michael Gillon ve The University of Liège’den Simon Grimm Bern Üniversitesi.

Araştırma, NASA (80NSSC18K0828), Brezilya Lisansüstü Eğitimi Destekleme ve Değerlendirme Federal Ajansı (88887.310463/2018-00), Brezilya Ulusal Bilimsel ve Teknolojik Gelişim Konseyi (313998/2018-3), St. Andrews, Alman Araştırma Vakfı (SP1833-1795/3), Avrupa Birliği’nin Horizon 2020 programı (832738/ESCAPE), İsviçre Ulusal Bilim Vakfı (PZ00P2 174028), Fransız Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi’nin Ulusal Gezegenbilim Programı, Fransa Ulusal Yüksek Öğrenim için Bilgisayar Merkezi (A0080110391) ve Gruber Vakfı.





#TRAPPIST1 #Gezegenlerinin #Yörünge #Harmonisi #Sadece #Sınırlı #Erken #Bombardımandan #Sağ #Kalabilir