En konstnärs illustration av utsikten från en av de sju planeterna som kretsar runt den röda dvärgen TRAPPIST-1, med flera andra världar synliga närmare den lilla, dimmiga stjärnan.
(Bild: © N. Bartmann / spaceengine.org / ESO)
De sju klippiga planeterna som omkretsar den närliggande stjärnan TRAPPIST-1 har mycket vatten, tyder en ny studie på - kanske för mycket för att göra dem till goda insatser för livet.
Alla TRAPPIST-1-världarna har troligen hundratals vattenvärden på jordens hav på sina ytor, och de våtaste kan ha över 1 000 gånger mer av de saker som vår planet gör, enligt studien.
Överraskande nog är detta förmodligen inte bra nyheter för TRAPPIST-1-systemets livshotande potential, sade studieteammedlemmarna. [Möt de 7 Earth-Exoplanets of TRAPPIST-1]
"För mycket vatten kan vara en dålig sak", berättade huvudförfattaren Cayman Unterborn, en postdoktor vid School of Earth and Space Exploration vid Arizona State University, till Space.com. "TRAPPIST-1 är intressanta, men kanske inte för livet."
TRAPPIST-1 är en mörk röd dvärgstjärna som ligger cirka 39 ljusår från jorden. Astronomer upptäckte tre planeter som cirklar stjärnan 2016 och fyra tillkännagavs ett år senare. Var och en av de sju världarna - som är kända som TRAPPIST-1b, c, d, e, f, g och h - har ungefär samma storlek som Jorden. Och tre av de främmande världarna (e, f och g) tros ligga i TRAPPIST-1: s "beboeliga zon" - det precis rätta avståndet där flytande vatten troligtvis kan existera på en planets yta.
TRAPPIST-1 är cirka 2 000 gånger mörkare än solen, så den röda dvärgens bebodda zon är väldigt nära. Faktum är att alla sju TRAPPIST-1-planeter ligger närmare deras stjärna än Merkurius gör mot solen.
Alla TRAPPIST-1-planeterna upptäcktes via "transitmetoden"; flera olika instrument märkte de lilla ljusstyrkan som resulterade när världarna korsade deras värdstjärns ansikte. Storleken på dessa dopp avslöjade världens storlekar. Och astronomer har kunnat uppskatta planeternas massor, men inte så exakt, genom att studera hur deras transiter har varierat över tid. (Dessa variationer inträffar när angränsande planeter drar på varandra gravitationellt.)
Med denna massa och volyminformation i handen använde Unterborn och hans team datormodeller för att få en bättre uppfattning om sammansättningen av sex av TRAPPIST-1-världarna. (De behandlade inte TRAPPIST-1h, den yttersta planeten, för det är inte tillräckligt känt om det.)
Detta modelleringsarbete antydde att det finns en våtgradient i TRAPPIST-1-systemet. De innersta planeterna, b och c, är förmodligen cirka 10 procent vatten i massa, medan de våta sakerna utgör minst 50 procent av de mer avlägsna f och g. De mellersta planeterna d och e faller någonstans däremellan.
Alla dessa världar är såpande våta, även i den lilla änden av lutningen. Som jämförelse är jorden bara 0,2 procent vatten i massa. Faktum är att TRAPPIST-1-planeterna förmodligen är "vattenvärldar", utan land att bryta monotonin av vind och våg, sa Unterborn.
Om det verkligen är fallet, kanske inte oddsen för att hitta liv i systemet är stora.
"Utan exponerat land kommer viktiga geokemiska cykler inklusive utsläpp av kol och fosfor till oceaniska reservoarer från kontinental väderbildning att dämpas, vilket begränsar storleken på biosfären," skrev forskarna i den nya studien, som publicerades online idag (mars 19) i tidskriften Nature Astronomy. "Som sådan, även om dessa planeter kan vara bebodda i den klassiska definitionen av närvaro av ytvatten, kan varje biosignatur som observeras från detta system inte helt urskiljas från abiotiska, rent geokemiska källor."
Och allt detta vatten kan stänga av några viktiga geologiska processer som kan hjälpa livet att få fotfäste, sa Unterborn. Till exempel blir stenar i jordens mantel ofta flytande efter att ha rört sig upp till en zon med lägre tryck, där deras smältpunkt är lägre. Men sådan "dekompressionssmältning" kan förekomma sällan, om inte alls, på TRAPPIST-1-världarna, eftersom den enorma vikten av de överliggande globala oceanerna väcker upp manteltrycket så mycket.
Utan smält sten nära ytan kan det inte finnas några vulkaner (åtminstone inte den typ vi är vana vid här på jorden). Och utan vulkaner kan värmefångande gaser, som koldioxid, ha svårt att nå atmosfären - vilket innebär att TRAPPIST-1-planeterna kan ha utsatts för en "språng snöboll" -effekt, sa Unterborn. [Galleri: The Strangest Alien Planets]
Planeter som kretsar runt röda dvärgar står inför andra utmaningar för att uppehålla sig, har många forskare betonat. Till exempel, om dessa världar kretsar snävt tillräckligt för att befinna sig i den beboeliga zonen, är de nästan säkert "tidigt låsta", vilket innebär att de alltid visar samma ansikte mot sin förälderstjärna. Så, den ena sidan av sådana planeter kan vara kokande het medan den andra är frigid. Detta problem kan mildras genom närvaron av en tjock atmosfär, som skulle cirkulera värme. Men röda dvärgar avfyrar massor av kraftfulla blossar, som snabbt kan rensa bort atmosfärerna i bebyggda zoner.
Sådana frågor diskuteras och studeras kraftigt, vilket inte är förvånande med tanke på förekomsten av röda dvärgar: Cirka 75 procent av Vintergatan stjärnor är röda dvärgar, så de har troligen de flesta av galaxens fastigheter, beboelig eller på annat sätt.
Den nya studien belyser också bildandet och utvecklingen av TRAPPIST-1-systemet. Till exempel ligger alla sju planeterna för närvarande inne i den ursprungliga "snölinjen" - den punkt bortom vilken det var tillräckligt kallt för att vatten förblev fryst när världarna tog form. Men teamets resultat antyder att planeterna f, g och h faktiskt bildades utanför denna gräns och migrerade inåt över tiden. Planeterna b och c å andra sidan sammansmälts inuti den primära snölinjen. (Det är inte klart var TRAPPIST-1d och e föddes i förhållande till denna linje, som forskarna sa att det troligtvis låg någonstans mellan de nyfödda världarna c och f.)
Sammantaget indikerar studien att röda dvärgsystem som TRAPPIST-1 inte bör betraktas som bara miniatyrversioner av vårt eget solsystem, sa Unterborn; deras planeter kan bildas på något olika sätt och / eller på något olika tidsskalor.
"Att förstå det från ett planetbildnings- och utvecklingsperspektiv, tror jag, är - för allmänheten - ett mycket kraftfullare sätt att sälja TRAPPIST-1 än livet", sade han. "Ingen gillar att vara den våta filten som säger:" Ja, de är faktiskt inte så bra för livet. " Men de är verkligen intressanta, och vi måste veta dessa saker för att förstå planeterna som troligen kommer att få liv. "
