Eine Abbildung zeigt, wie das TRAPPIST-1-System perspektivisch aussehen könnte. Credit: Caltech.
Sieben erdgroße Planeten sind in perfekter Harmonie mit dem Stern TRAPPIST-1, und Forscher haben dies verwendet, um herauszufinden, wie viel körperlichen Missbrauch die Planeten gehabt haben könnten.
Sean Raymond von der Universität Bordeaux in Frankreich sagte, dass nach felsigen Planeten bilden Dinge in sie bash. Wir kümmern uns um Bombardements, weil es eine wichtige Quelle für Wasser und flüchtige Elemente sein kann, die das Leben fördern.
Raymond und Kollegen von der Rice University und sieben anderen Institutionen verwendeten ein Computermodell der Bombardementphase der Planetenbildung in TRAPPIST-1, um die Auswirkungen zu untersuchen, denen seine Planeten hätten standhalten können, ohne umgestoßen zu werden.
Raymond sagte, dass die Entschlüsselung der Aufprallgeschichte von Planeten in unserem Sonnensystem schwierig ist und in lichtjahren entfernten Systemen möglicherweise unmöglich ist.
Raymond sagte, dass wir auf der Erde Elemente messen und mit Meteoriten vergleichen können. Wir versuchen herauszufinden, wie viel in die Erde geschlagen wurde, nachdem sie gebildet wurde.
Es gibt keine Werkzeuge, um Bombardements auf Exoplaneten zu untersuchen.
Er sagte, dass sie niemals Steine von ihnen bekommen würden. Wir werden nie Krater auf ihnen sehen. Was können wir tun? Hier kommt die spezielle Orbitalkonfiguration von TRAPPIST-1 ins Spiel. Es ist ein Hebel, mit dem wir dem Grenzen setzen können.
TRAPPIST-1 ist 40 Lichtjahre entfernt und kühler als unsere Sonne. Die Planeten werden in der Reihenfolge ihrer Entfernung vom Stern benannt. Die Zeit, die benötigt wird, um ein Jahr um den Stern herum zu absolvieren, beträgt 1, 5 Tage auf Planet b und 19 Tage auf Planet h. Ihre Umlaufperioden bilden nahezu perfekte Verhältnisse, die an harmonische Musiknoten erinnern. Für alle acht Jahre auf Planet b vergehen fünf auf Planet c, drei auf Planet d, zwei auf Planet e und so weiter.
Raymond sagte, dass sie eine Obergrenze setzen können, wie viel Zeug auf die Planeten geworfen wurde. Wir können sagen, dass es nicht mehr als das gewesen sein kann. Die obere Grenze ist eigentlich ziemlich klein.
Er sagte, nachdem sich die Planeten gebildet hatten, wurden sie nicht mit viel Zeug bombardiert. Das ist cool. Es ist interessant, wenn wir über andere Aspekte des Systems nachdenken.
Planeten wachsen in Gas- und Staubscheiben um Sterne herum. Die Scheiben halten nur ein paar Millionen Jahre, und Raymond sagte, dass frühere Forschungen gezeigt haben, dass sich Planeten wie TRAPPIST-1 bilden, wenn sie näher an ihren Stern wandern, bevor die Scheibe verschwindet. Scheiben können Planeten in Resonanz verwandeln. Raymond sagte, es wird angenommen, dass die Scheiben gesetzt werden müssen, bevor sie verschwinden.
Die Planeten von TRAPPIST-1 bildeten sich in etwa einem Zehntel der Zeit, in der sich die Erde gebildet hatte, so Andre Izidoro, Mitautor der Studie, Physiker und CLEVER Planets Fellow.
Der Maurice Ewing Professor für Erdsystemwissenschaften an der Rice, Rajdeep Dasgupta, ist einer der Co-Autoren der Studie Curled Planets. Es wurde gezeigt, dass der Aufprall, der den Mond bildete, einen erheblichen Teil der flüchtigen Elemente der Erde erzeugt hat.
„Wenn ein Planet zu klein ist, wie die Masse des Mondes oder des Mars, kann er nicht viel Gas von der Scheibe absondern“, sagte er. Der Planet hat weniger Möglichkeiten, durch späte Bombardierungen lebensnotwendige flüchtige Elemente zu gewinnen.
Izidoro sagte, dass die Erde relativ spät den größten Teil ihrer Masse gewonnen habe, darunter etwa 1% durch Einschläge nach der mondbildenden Kollision.
Er sagte, dass die Erde mindestens einen riesigen Aufprall hatte, nachdem das Gas in der Scheibe verschwunden war. Das war der Anfang des Mondes.
Er sagte, dass das TRAPPIST-1-System Erdmassenplaneten hat, die sich früh gebildet haben. Sie könnten von Anfang an eine Wasserstoffatmosphäre haben und haben noch nie einen riesigen Einfluss erlebt. Dies könnte die Entwicklung des Planeten in Bezug auf Ausgasung, flüchtigen Verlust und andere Dinge stark verändern.
Raymond sagte, dass die Studie dieser Woche Auswirkungen auf die Untersuchung häufigerer Exoplanetensysteme hat, von denen angenommen wurde, dass sie als Resonanzsysteme begonnen haben.
Die Idee ist, dass die Supererden und Sub-Neptune während der Gasscheibenphase nach innen wanderten und dann eine späte Kollisionsphase hatten. Sie hatten eine Phase, in der sie in der frühen Phase resonante Kettenstrukturen wie TRAPPIST-1 waren. Sie haben nicht überlebt. Später wurden sie instabil.
Izidoro sagte, einer der wichtigsten Beiträge der Studie könnte in Jahren kommen, nachdem das James Webb Space Telescope der NASA, das Extremely Large Telescope der Europäischen Südsternwarte und andere Instrumente der Astronomie erlauben, Exoplaneten-Atmosphären direkt zu beobachten.
Izidoro sagte, dass es Einschränkungen für die Zusammensetzung von Planeten gibt, die sich in einer Migrationsphase bilden. Wir haben viele Fehlerbalken.
Die Kenntnis der späten Bombardementgeschichte von Planeten könnte in Zukunft sehr nützlich sein.
Wenn einer dieser Planeten viel Wasser hat, muss er früh in der gasförmigen Phase in die Planeten eingearbeitet worden sein. Sie müssen verstehen, welche Art von Prozess dieses Wasser auf diesen Planeten bringen könnte.
Weitere Koautoren der Studie sind Emeline Bolmont und Martin Turbet von der Universität Genf sowie Eric Agol von der Universität Washington, Patrick Barth von der Universität St. Andrew und Franck Selsis von der Universität Bordeaux.
Sean Raymond hat eine Obergrenze für die späte Akkretion und Wasserabgabe im TRAPPIST-1-Exoplanetensystem. www.nature.com/articles/s41550-021-01518-5
Natur Astronomie-Zeitschrift hat die Informationen.
Es gibt eine Grenze für die späte Ankunft von Wasser auf TRAPPIST-1-Planeten.
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