ในที่สุดเมื่อเราพบสิ่งมีชีวิตนอกโลกมันก็จะจบลงด้วยการค้นหาที่ยาวนาน ชีวิตอาจไม่ได้แจ้งให้เราทราบเราจะต้องปฏิบัติตามคำใบ้ยาว ๆ เพื่อค้นหามัน เช่นเดียวกับนักวิทยาศาสตร์บอกเราเสมอว่าในตอนเริ่มต้นของปมโซ่นั้นคือน้ำ
การค้นพบระบบ TRAPPIST-1 เมื่อปีที่แล้วสร้างความตื่นเต้นอย่างมาก 7 ดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาว TRAPPIST-1 เพียง 40 ปีแสงจากโลก ในเวลานั้นนักดาราศาสตร์คิดว่าอย่างน้อยบางคนก็เหมือนโลก แต่ตอนนี้การศึกษาใหม่แสดงให้เห็นว่าดาวเคราะห์บางดวงสามารถกักเก็บน้ำได้มากกว่าโลก ประมาณ 250 เท่าขึ้นไป
การศึกษาใหม่นี้มุ่งเน้นไปที่ความหนาแน่นของดาวเคราะห์ 7 TRAPPIST-1 การพยายามระบุว่าความหนาแน่นนั้นเป็นงานที่ท้าทายและเกี่ยวข้องกับโรงไฟฟ้าบางแห่งในโลกของกล้องโทรทรรศน์ กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์และ SPECULOOS (ค้นหาดาวเคราะห์ที่น่าอยู่ EClipsing ULtra-cOOl Stars) ที่หอดูดาว Paranal ของ ESO ถูกนำมาใช้ในการศึกษา
ในการศึกษานี้การสำรวจจากกล้องโทรทรรศน์ทั้งสามนั้นอยู่ภายใต้การสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนเพื่อกำหนดความหนาแน่นของดาวเคราะห์ TRAPPIST 7 ดวง เป็นผลให้ตอนนี้เรารู้ว่าพวกเขาทั้งหมดส่วนใหญ่ทำจากหินและบางส่วนของพวกเขาอาจเป็นน้ำ 5% โดยมวล (โลกมีน้ำเพียง 0.02% โดยมวล)
การค้นหาความหนาแน่นของดาวเคราะห์เหล่านี้ไม่ใช่เรื่องง่าย ในการทำเช่นนั้นนักวิทยาศาสตร์ต้องพิจารณาทั้งมวลและขนาด ดาวเคราะห์ TRAPPIST-1 ถูกค้นพบโดยใช้วิธีการผ่านผ่านซึ่งแสงของดาวฤกษ์โฮสต์ลดลงเมื่อดาวเคราะห์ผ่านระหว่างดาวฤกษ์กับเรา วิธีการเปลี่ยนผ่านทำให้เรามีความคิดที่ดีเกี่ยวกับขนาดของดาวเคราะห์ แต่ก็เป็นเช่นนั้น
เป็นเรื่องยากมากที่จะหามวลเพราะดาวเคราะห์ที่มีมวลแตกต่างกันอาจมีวงโคจรเดียวกันและเราไม่สามารถแยกพวกมันออกจากกันได้ แต่ในระบบดาวเคราะห์หลายดวงเช่น TRAPPIST-1 มีวิธี
เมื่อดาวเคราะห์โคจรรอบดาวฤกษ์ TRAPPIST-1 ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่จะรบกวนวงโคจรของดาวเคราะห์ดวงอื่นมากกว่าดวงที่เบากว่า สิ่งนี้จะเปลี่ยนช่วงเวลาของการผ่านหน้า เอฟเฟ็กต์เหล่านี้เป็น "ซับซ้อนและละเอียดอ่อนมาก" ตามทีมและใช้เวลามากมายในการสังเกตและการวัดระยะเวลาการเคลื่อนย้าย - และการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนมาก - เพื่อกำหนดความหนาแน่นของพวกเขา
ผู้เขียนนำไซม่อนกริมม์อธิบายว่ามันทำอย่างไร:“ ดาวเคราะห์ TRAPPIST-1 อยู่ใกล้กันมากจนพวกมันเข้าไปยุ่งเกี่ยวกับแรงดึงดูดของกันและกันดังนั้นเวลาที่พวกมันผ่านหน้าดาวเคลื่อนไปเล็กน้อย การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ขึ้นอยู่กับมวลของดาวเคราะห์ระยะทางและพารามิเตอร์วงโคจรอื่น ๆ ด้วยแบบจำลองคอมพิวเตอร์เราจำลองวงโคจรของดาวเคราะห์จนกระทั่งการผ่านการคำนวณที่ผ่านมานั้นสอดคล้องกับค่าที่สังเกตได้และด้วยเหตุนี้จึงได้รับมวลของดาวเคราะห์”
ก่อนอื่นการศึกษานี้ไม่ตรวจจับน้ำ มันตรวจจับวัสดุระเหยซึ่งก็คือ อาจ น้ำ.
ไม่ว่าพวกเขาจะยืนยันว่ามีน้ำอยู่หรือไม่ก็ตามสิ่งเหล่านี้ยังคงเป็นผลลัพธ์ที่สำคัญมาก เราเริ่มหาดาวเคราะห์นอกระบบได้ดีและขั้นตอนต่อไปคือการกำหนดคุณสมบัติของชั้นบรรยากาศใด ๆ ที่ดาวเคราะห์นอกระบบมี
Eric Agol สมาชิกในทีมให้ความเห็นเกี่ยวกับความสำคัญ:“ เป้าหมายของการสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบในบางครั้งเป็นการสำรวจองค์ประกอบของดาวเคราะห์ที่มีขนาดและอุณหภูมิคล้ายโลก การค้นพบ TRAPPIST-1 และความสามารถของสิ่งอำนวยความสะดวกของ ESO ในชิลีและกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ในวงโคจรทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้ทำให้เราได้เห็นแวบแรกของสิ่งที่ดาวเคราะห์นอกระบบขนาดโลกทำไว้!
การศึกษานี้ไม่ได้บอกเราว่าดาวเคราะห์ TRAPPIST ใดมีชีวิตอยู่กับพวกมันหรือแม้ว่าพวกมันจะอาศัยอยู่ได้ก็ตาม เป็นอีกหนึ่งขั้นตอนบนเส้นทางสู่ความหวังบางทีวันหนึ่งค้นหาชีวิตที่ไหนสักแห่ง การศึกษาผู้เขียนร่วม Brice - Olivier Demory ที่มหาวิทยาลัยเบิร์นกล่าวว่า: "ความหนาแน่นในขณะที่เบาะแสสำคัญสำหรับองค์ประกอบของดาวเคราะห์ไม่ได้พูดอะไรเกี่ยวกับความเป็นอยู่ อย่างไรก็ตามการศึกษาของเราเป็นก้าวสำคัญในการสำรวจว่าดาวเคราะห์เหล่านี้สามารถช่วยชีวิตได้หรือไม่”
นี่คือสิ่งที่การศึกษาพิจารณาเกี่ยวกับดาวเคราะห์ต่าง ๆ ในระบบ TRAPPIST:
- TRAPPIST 1-b และ 1c เป็นดาวเคราะห์ชั้นในสุดทั้งสองและน่าจะมีแกนหินและล้อมรอบด้วยชั้นบรรยากาศที่หนากว่าของโลก
- TRAPPIST-1d เป็นดาวเคราะห์ที่เบาที่สุดที่มีมวลประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์ของมวลโลก เราไม่แน่ใจว่ามันมีบรรยากาศขนาดใหญ่มหาสมุทรหรือชั้นน้ำแข็ง
- TRAPPIST-1e ค่อนข้างประหลาดใจ มันเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวในระบบที่หนาแน่นกว่าโลกเล็กน้อย มันอาจมีแกนเหล็กหนาแน่นขึ้นและไม่จำเป็นต้องมีชั้นบรรยากาศหนามหาสมุทรหรือชั้นน้ำแข็ง TRAPPIST-1e เป็นปริศนาเพราะมันดูเหมือนจะเป็นจรวดมากกว่าที่เหลือของดาวเคราะห์ มันคล้ายกับโลกมากที่สุดในขนาดความหนาแน่นและปริมาณรังสีที่ได้รับจากดาวฤกษ์
- TRAPPIST-1f, g และ h อาจมีพื้นผิวที่แข็งตัว หากพวกเขามีชั้นบรรยากาศที่บางพวกเขาอาจจะไม่ประกอบด้วยโมเลกุลหนักที่เราพบในโลกเช่นคาร์บอนไดออกไซด์
ระบบ TRAPPIST-1 จะได้รับการศึกษาเป็นเวลานานมาก มันสัญญาว่าจะเป็นหนึ่งในเป้าหมายแรกของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ (เราหวังว่า) มันเป็นระบบที่น่าสนใจมากและไม่ว่าดาวเคราะห์ใด ๆ จะถือว่าเป็นที่อยู่อาศัยหรือไม่ก็ตามการศึกษาพวกมันจะสอนเรามากมายเกี่ยวกับการค้นหาน้ำ ความเป็นอยู่และชีวิต
