Вебб досліджує екзопланету TRAPPIST-1 e на можливість наявності атмосфери

Ретельний аналіз отриманих наразі результатів дозволяє висунути кілька можливих сценаріїв щодо того, якою може бути атмосфера та поверхня планети, розміром із Землю, що знаходиться в зоні придатності для життя.

Про це розповідають в NASA, передають OstanniPodii.com.

«Інфрачервоні прилади телескопа Вебба дають нам більше деталей, ніж ми коли-небудь мали, і перші чотири спостереження, які ми змогли зробити за планетою e, показують нам, з чим ми будемо працювати, коли отримаємо решту інформації», — сказав Нестор Еспіноза з Інституту космічного телескопа в Балтіморі, штат Мериленд, очільник дослідницької групи. Дві наукові статті, в яких детально описано перші результати роботи групи, були опубліковані в журналі Astrophysical Journal Letters.

Із семи планет розміром із Землю, що обертаються навколо червоного карлика TRAPPIST-1, планета e представляє особливий інтерес, оскільки вона обертається навколо зорі на відстані, де не надто гаряче й не надто холодно, щоб теоретично можлива була наявність води на поверхні, але тільки за умови, що планета має атмосферу. Саме тут на допомогу приходить Вебб. Дослідники направили потужний прилад NIRSpec (спектрограф ближнього інфрачервоного діапазону) телескопа на систему, коли планета e пролітала перед своєю зорею. Зоряне світло, проходячи через планетну атмосферу, якщо вона є, буде частково поглинатися, і відповідні спади в спектрі світла, що досягає Вебба, повідомлять астрономам, які хімічні речовини там знаходяться. З кожним додатковим проходженням атмосферний склад стає чіткішим, оскільки збирається більше даних.

Первинна атмосфера малоймовірна

Хоча для планети e залишається відкритими кілька можливостей, оскільки досі проаналізовано лише чотири проходження, дослідники впевнені, що планета все ще не має своєї первинної атмосфери. TRAPPIST-1 — дуже активна зоря з частими спалахами, тому будь-яка атмосфера з водню та гелію, з якої могла утворитися планета, скоріш за все, була б знищена зоряним випромінюванням. Однак багато планет, включаючи Землю, після втрати первинної атмосфери утворюють більш важку вторинну атмосферу. Можливо, планета e ніколи не змогла цього зробити та не має вторинної атмосфери. Проте дослідники кажуть, що існує рівна ймовірність наявності атмосфери, і команда розробила нові підходи до роботи з даними Вебба, щоб визначити потенційні атмосфери та поверхневі середовища планети e.

Світ (менших) можливостей

Дослідники кажуть, що малоймовірно, що в атмосфері TRAPPIST-1 e переважає вуглекислий газ, аналогічно до густої атмосфери Венери та розрідженої атмосфери Марса. Однак дослідники також обережно зазначають, що немає прямих паралелей з нашою Сонячною системою.

«TRAPPIST-1 — це зоря, яка дуже відрізняється від нашого Сонця, тому й планетна система навколо неї також дуже відрізняється, що ставить під сумнів як наші спостереження, так і теоретичні припущення», — сказала член команди Ніколь Льюїс, доцент кафедри астрономії Корнелльського університету.

Якщо на TRAPPIST-1 e є рідка вода, то, на думку дослідників, це супроводжуватиметься парниковим ефектом, при якому різні гази, зокрема вуглекислий газ, підтримують стабільність атмосфери та тепло планети.

«Невеликий парниковий ефект має велике значення», — сказала Льюїс, і вимірювання не виключають наявності достатньої кількості вуглекислого газу для підтримки води на поверхні. Згідно з аналізом команди, вода може мати вигляд глобального океану або покривати меншу частину планети, де зоря перебуває у вічному полудні, оточена там льодом. Це можливо, оскільки, з огляду на розміри планет TRAPPIST-1 та їхні близькі орбіти до зорі, вважається, що всі вони прив′язані до зорі, й одна сторона завжди звернена до зорі, а інша — завжди перебуває в темряві.

Інноваційний новий метод

Еспіноза та співкерівник дослідження Наталі Аллен з Університету Джона Хопкінса очолюють команду, яка наразі проводить 15 додаткових спостережень за планетою e з інноваційним підходом. Вчені планують спостереження таким чином, щоб Вебб зафіксував обидві планети b та e, що проходять перед зорею одна за одною. Після попередніх спостережень Вебба за планетою b, яка обертається найближче до TRAPPIST-1, вчені досить впевнені, що це голий камінь без атмосфери. Це означає, що сигнали, виявлені під час проходження планети b, можна віднести тільки до зорі, а оскільки планета e проходить майже в той самий час, буде менше ускладнень від мінливості зорі. Вчені планують порівняти дані обох планет, і будь-які ознаки хімічних речовин, які з′являються тільки в спектрі планети e, можна віднести до її атмосфери.

«Ми все ще перебуваємо на початковому етапі вивчення того, які дивовижні наукові відкриття ми можемо зробити за допомогою телескопа Вебба. Неймовірно вимірювати деталі світла зірок навколо планет розміром із Землю, що знаходяться за 40 світлових років, і дізнаватися, як там може бути, чи можливе там життя», — сказала Ана Глідден, доктор наук, дослідниця з Інституту астрофізики та космічних досліджень Кавлі Массачусетського технологічного інституту, яка очолювала дослідження можливих атмосфер планети e. «Ми вступили в нову еру досліджень, і дуже цікаво бути її частиною», — сказала вона.

Космічний телескоп Джеймса Вебба — це провідна космічна наукова обсерваторія у світі. Вебб розгадує таємниці нашої Сонячної системи, дивлячись за межі далеких світів навколо інших зірок і досліджуючи таємничі структури та походження нашого Всесвіту та нашого місця в ньому. Вебб — це міжнародна програма, очолювана NASA разом із її партнерами, Європейським космічним агентством і Канадським космічним агентством.

• телескоп Вебба
• Екзопланети
• TRAPPIST-1