Toen Hubble in 2000 voor het eerst de atmosferische omstandigheden van een extrasolaire planeet waarnam, opende het dat hele vakgebied. Nu heeft Hubble de eerste inleidende studie uitgevoerd van de atmosferen van relatief kleine werelden ter wereld en vond hij "indicaties die de kans op bewoonbaarheid op twee exoplaneten vergroten", aldus de onderzoekers.
De planeten TRAPPIST-1b en TRAPPIST-1c werden eerder dit jaar ontdekt en zijn ongeveer 40 lichtjaar van ons verwijderd. Op het moment van hun ontdekking was het onbekend of de werelden gasplaneten of rotsachtige werelden waren, maar de meest recente waarnemingen van Hubble suggereren dat beide planeten een compacte atmosfeer hebben, vergelijkbaar met die van rotsachtige planeten zoals de aarde, Venus en Mars in plaats van dikke , gezwollen atmosferen, vergelijkbaar met die van de gasplaneten zoals Jupiter.
'Nu kunnen we zeggen dat deze planeten rotsachtig zijn. De vraag is nu: wat voor sfeer hebben ze? ' zei Julien de Wit van het Massachusetts Institute of Technology, die een team van wetenschappers leidde om de planeten in nabij-infrarood licht te observeren met behulp van Hubble's Wide Field Camera 3. 'De plausibele scenario's omvatten zoiets als Venus, met hoge, dikke wolken en een atmosfeer gedomineerd door kooldioxide, of een aardachtige atmosfeer gedomineerd door stikstof en zuurstof, of zelfs zoiets als Mars met een uitgeputte atmosfeer. De volgende stap is om te proberen al deze mogelijke scenario's voor deze aardse planeten te ontwarren. '
De exoplaneten werden oorspronkelijk ontdekt door de TRAPPIST-telescoop op ESO's La Silla-observatorium in Chili, die, net als de Kepler-telescoop, op zoek gaat naar planetaire transits (TRAPPIST staat voor Transiting Planets en Planetesimals Small Telescope) en observeert dalingen in het licht van een ster van planeten die voorop passeren ervan vanuit het standpunt van de aarde.
De ster, TRAPPIST-1, is een ultrakoude dwergster en is erg klein en vaag. TRAPPIST-1b voltooit een baan rond de ster in slechts 1,5 dag en TRAPPIST-1c in 2,4 dagen, en de planeten staan tussen de 20 en 100 keer dichter bij hun ster dan de aarde bij de zon. Beiden zijn netjes op slot, waar de ene kant van deze werelden misschien hel en onbewoonbaar is, maar de omstandigheden kunnen een beperkt gebied van bewoonbaarheid aan de andere kant toelaten. En vanwege de zwakte van de ster denken onderzoekers dat TRAPPIST-1c zich binnen de bewoonbare zone van de ster kan bevinden, waar gematigde temperaturen ervoor kunnen zorgen dat vloeibaar water zich verzamelt.
"Een rotsachtig oppervlak is een geweldige start voor een bewoonbare planeet, maar elk leven op de TRAPPIST-1-planeten zal het waarschijnlijk veel moeilijker hebben dan het leven op aarde", zegt Joanna Barstow, een astrofysicus aan het University College London, die niet betrokken bij het onderzoek. "Natuurlijk zijn onze ideeën over bewoonbaarheid erg smal omdat we tot nu toe maar één planeet hebben om naar te kijken, en het leven zou ons heel goed kunnen verrassen door te bloeien in wat we beschouwen als onwaarschijnlijke omstandigheden."
De onderzoekers gebruikten spectroscopie om het licht te decoderen en aanwijzingen te onthullen voor de chemische samenstelling van de atmosfeer van de planeten. Hoewel de inhoud van de atmosfeer onbekend is en gepland is voor meer waarnemingen, heeft de lage concentratie van waterstof en helium wetenschappers enthousiast gemaakt over de implicaties.
Het team realiseerde zich dat er een zeldzame dubbele doorgang zou plaatsvinden, wanneer de twee planeten bijna gelijktijdig voor hun ster zouden passeren, maar ze wisten het slechts twee weken van tevoren. Ze namen een kans en maakten gebruik van het vermogen van Hubble om op korte termijn observaties te doen en schreven binnen een dag een voorstel op.
'We dachten dat we misschien konden zien of mensen bij Hubble ons de tijd zouden geven om deze opmerking te maken, dus we schreven het voorstel in minder dan 24 uur, stuurden het op en het werd onmiddellijk beoordeeld', zei de Wit. "Nu hebben we voor het eerst spectroscopische waarnemingen van een dubbele doorgang, waardoor we tegelijkertijd inzicht kunnen krijgen in de atmosfeer van beide planeten."
Met behulp van Hubble registreerde het team een gecombineerd transmissiespectrum van TRAPPIST-1b en c, wat betekent dat ze, aangezien de ene planeet dan de andere voor de ster kruiste, in staat waren om de veranderingen in golflengte te meten naarmate de hoeveelheid sterrenlicht met elk gedompeld werd doorvoer.
'De gegevens bleken onberispelijk, absoluut perfect en de waarnemingen waren de beste die we hadden kunnen verwachten', zegt de Wit. 'De kracht was zeker bij ons.'
"Deze eerste Hubble-waarnemingen zijn een veelbelovende eerste stap om meer te leren over deze nabijgelegen werelden, of ze rotsachtig zouden kunnen zijn zoals de aarde, en of ze het leven zouden kunnen ondersteunen", zegt Geoff Yoder, waarnemend adjunct-beheerder van NASA's Science Mission Directorate in Washington. "Dit is een opwindende tijd voor NASA- en exoplanetonderzoek."
Bronnen: MIT, NASA
