Que peut révéler JWST sur TRAPPIST-1 ?

Démystification d’une zone habitable

Parce que TRAPPIST-1 est tellement cool,zone habitableOù l’eau liquide peut se condenser Planète semblable à la Terre surface, comprend les orbites proches des planètes d, e, f et g. Cela signifie que si ces planètes sont similaires à la nôtre, elles peuvent avoir des océans d’eau.

Tester les propriétés des planètes dans une zone habitable peut aider les astronomes à comprendre comment différentes conditions affectent l’habitable. La force des vents solaires, la densité de la planète, la prévalence des grandes lunes, l’orientation de l’orbite de la planète et la rotation de la planète (ou son absence) peuvent tous être des facteurs clés de l’habitabilité. Un critère simple, comme une zone habitable, peut s’avérer être un une bonne règle de base ou plus d’efforts qu’il n’en vaut la peine.

“Ce système offre l’opportunité de tester le concept d’une zone habitable en dehors du système solaire”, a déclaré Jacob Lustig-Yeger, chercheur postdoctoral au Laboratoire de physique appliquée de l’Université Johns Hopkins et co-chercheur dans le programme JWST. TRAPPIST-1h, parmi d’autres planètes rocheuses.

« TRAPPIST-1 est si différent du Soleil, et les planètes tournent si près de lui qu’il est probable qu’il y aura de nombreuses surprises dans notre étude de ce système, et nos efforts pour comprendre ces surprises feront avancer les frontières des planètes. .”

L’atmosphère d’une planète rocheuse

Le thème principal des futures observations du JWST sur TRAPPIST-1 est “l’intelligence atmosphérique” – tester s’il y a une atmosphère autour des planètes TRAPPIST-1. L’atmosphère est une condition préalable à nos vies connues, et les atmosphères peuvent transporter des molécules appelées biosignatures. Ces marqueurs d’observation moléculaire servent de voies vers la vie.

“Ces dernières années, les astronomes ont passé beaucoup de temps avec un télescope à essayer de détecter l’atmosphère d’exoplanètes de la taille de la Terre”, a déclaré Daniel Koll, professeur agrégé à l’Université de Pékin et co-chercheur du programme JWST étudiant TRAPPIST-1c. “Malheureusement, ces efforts n’ont pas permis de déterminer si les planètes TRAPPIST-1 ont une atmosphère très épaisse et nuageuse ou pas d’atmosphère du tout.”

Depuis sa découverte en 2017, les scientifiques ont utilisé le télescope spatial Hubble à cette fin essayer d’identifier l’ambiance autour des sept planètes TRAPPIST-1. Ils pourraient dire avec certitude que les petites planètes n’ont pas grande atmosphère gonflée et riche en hydrogène. Mais ils ne pouvaient pas identifier de manière convaincante des atmosphères plus petites et plus minces comme la nôtre.

Tout cela peut dire que JWST peut détecter des nuances que Hubble ne peut pas. Premièrement, il a un miroir beaucoup plus grand que Hubble – trois fois le diamètre et environ six fois la zone de collecte. Il fonctionne également dans l’infrarouge moyen, où des étoiles froides comme TRAPPIST-1 émettent de la lumière.

JWST est également sur une orbite plus stable : au lieu d’orbiter autour de la Terre une fois toutes les 97 minutes comme Hubble, JWST est assis dehors L2, un point stable dans l’espace où l’attraction gravitationnelle de la Terre annule l’attraction du Soleil. Cela permet à JWST de surveiller ses cibles en continu pendant des heures, ce qui est important pour les événements de transit.

Au cours de la première année du JWST, les astronomes inspectent chaque système TRAPPIST-1 à la recherche de signes atmosphériques planétaires.

“Notre objectif”, a déclaré Lim, “est de déterminer si les planètes TRAPPIST-1b, c, g et h ont ou non une atmosphère, et nous essayons d’identifier les propriétés de molécules telles que le dioxyde de carbone, l’eau et l’ozone. dans le spectre de transit de ces planètes.”

L’identification de l’atmosphère autour des planètes TRAPPIST-1 aurait un impact majeur sur l’étude des exoplanètes. Certains astronomes pensent que l’atmosphère de planètes rocheuses si proches de leurs étoiles hôtes pourrait être supprimée par des éruptions solaires. Les propriétés de ces atmosphères peuvent être considérablement modifiées par le verrouillage des marées, un processus gravitationnel qui affecte les planètes proches, qui maintient toujours un hémisphère de la planète vers l’étoile.

Les processus géologiques et biologiques peuvent faire circuler du carbone, de l’azote et de l’oxygène dans l’atmosphère d’une planète rocheuse, entraînant différentes compositions en fonction de la distribution des océans, de la tectonique des plaques et même de la vie. Mais explorer tous ces sujets passionnants nécessite d’abord d’identifier l’ambiance.

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