De planeten bij TRAPPIST-1 bevatten mogelijk nog veel water

De planeten van TRAPPIST 1
Artist Impression van de planeten bij TRAPPIST 1. Credit: NASA/JPL-Caltech.

Een internationaal team van astronomen heeft de Hubble Space Telescope gebruikt om te kijken of er mogelijk nog water aanwezig is op de zeven aardachtige planeten die in een baan om de nabije rode dwerg TRAPPIST-1 draaien. De resultaten suggereren dat de buitenste planeten mogelijk nog grote hoeveelheden water bevatten. Onder deze planeten bevinden zich ook de drie planeten in de bewoonbare zone. Hierdoor neemt de mogelijkheid dat deze planeten inderdaad bewoonbaar zijn sterk toe.

Op 22 februari 2017 kondigden astronomen de ontdekking aan van zeven aardachtige planeten in een baan om de koele dwergster TRAPPIST-1. Deze ster bevindt zich op een afstand van ongeveer 40 lichtjaar van de Aarde. TRAPPIST-1 heeft het grootste aantal aardachtige planeten dat tot nu toe bij een ster is ontdekt.

Als vervolg op deze ontdekking gebruikte een internationaal team van astronomen de Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) van de Hubble om de hoeveelheid ultraviolette straling die de individuele planeten ontvangen te bestuderen. Ultraviolet licht is een belangrijke factor in de atmosferische evolutie van planeten. Net zoals in onze atmosfeer waar ultraviolet zonlicht moleculen afbreekt kan ultraviolet sterlicht waterdamp in de atmosferen van exoplaneten afbreken in waterstof en zuurstof.

Ultraviolette straling met een lage energie breekt watermoleculen af, dit proces noemen we fotodissociatie. Ultraviolette straling met meer energie (XUV-straling) en röntgenstraling verhitten de hogere delen van de atmosfeer van een planeet waardoor er dissociatieproducten kunnen ontsnappen.

Waterstofgas is een erg licht gas dat kan ontsnappen uit de atmosfeer van een exoplaneet en dat met behulp van de Hubble telescoop rond de expoplaneten kan worden gedetecteerd. Waterstof is hier een mogelijke indicator voor atmosferische waterdamp. De hoeveelheid ultraviolette straling die door TRAPPIST-1 wordt uitgezonden suggereert dat de planeten in de loop van hun geschiedenis enorme hoeveelheden water hebben verloren. Dit geldt zeer zeker voor de binnenste twee planeten van het systeem, TRAPPIST-1b en TRAPPIST-1c die de grootste hoeveelheden ultraviolette straling ontvangen.

De binnenste planeten kunnen de afgelopen 8 miljard jaar meer dan 20 aardse oceanen aan water hebben verloren. Echter de buitenste planeten, waaronder de planeten e, f en g die zich in de bewoonbare zone bevinden, zouden veel minder water zijn kwijtgeraakt. Deze planeten hebben mogelijk nog water aan hun oppervlak. Het berekende verlies aan water maar ook onze kennis over geofysische processen ondersteunen het idee dat de buitenste planeten hun water hebben vastgehouden. Echter met de huidige beschikbare gegevens en telescopen is er geen eenduidige conclusie te trekken over de hoeveelheid water op de planeten die in een baan om TRAPPIST-1 draaien.

De resultaten wijzen er op dat de buitenste planeten de beste kandidaten zijn om straks met de nog te lanceren James Webb Telescope te bestuderen maar de onderzoekers wijzen er ook nadrukkelijk op dat er meer theoretische studies en aanvullende waarnemingen op alle golflengtes nodig zijn om de aard van de TRAPPIST-1 planeten en hun eventuele bewoonbaarheid te onderzoeken.

Eerste publicatie: 4 september 2017
Bron: spacetelescope.org