Уэбб исследует экзопланету TRAPPIST-1 e на возможность наличия атмосферы

Тщательный анализ полученных на данный момент результатов позволяет выдвинуть несколько возможных сценариев относительно того, какой может быть атмосфера и поверхность планеты, размером с Землю, находящейся в зоне пригодности для жизни.

Об этом рассказывают в NASA, передают OstanniPodii.com.

«Инфракрасные приборы телескопа Уэбба дают нам больше деталей, чем мы когда-либо имели, и первые четыре наблюдения, которые мы смогли сделать за планетой e, показывают нам, с чем мы будем работать, когда получим остальную информацию», — сказал Нестор Эспиноза из Института космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд, руководитель исследовательской группы. Две научные статьи, в которых подробно описаны первые результаты работы группы, были опубликованы в журнале Astrophysical Journal Letters.

Из семи планет размером с Землю, вращающихся вокруг красного карлика TRAPPIST-1, планета e представляет особый интерес, поскольку она вращается вокруг звезды на расстоянии, где не слишком жарко и не слишком холодно, чтобы теоретически возможно было наличие воды на поверхности, но только при условии, что планета имеет атмосферу. Именно здесь на помощь приходит Уэбб. Исследователи направили мощный прибор NIRSpec (Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона) телескопа на систему, когда планета e пролетала перед своей звездой. Звездный свет, проходя через планетную атмосферу, если она есть, будет частично поглощаться, и соответствующие спады в спектре света, достигающего Уэбба, сообщат астрономам, какие химические вещества там находятся. С каждым дополнительным прохождением атмосферный состав становится более четким, поскольку собирается больше данных.

Первичная атмосфера маловероятна

Хотя для планеты e остается открытыми несколько возможностей, поскольку до сих пор проанализировано только четыре прохождения, исследователи уверены, что планета все еще не имеет своей первичной атмосферы. TRAPPIST-1 — очень активная звезда с частыми вспышками, поэтому любая атмосфера из водорода и гелия, из которой могла образоваться планета, скорее всего, была бы уничтожена звездным излучением. Однако многие планеты, включая Землю, после потери первичной атмосферы образуют более тяжелую вторичную атмосферу. Возможно, планета e никогда не смогла этого сделать и не имеет вторичной атмосферы. Тем не менее, исследователи говорят, что существует равная вероятность наличия атмосферы, и команда разработала новые подходы к работе с данными Уэбба, чтобы определить потенциальные атмосферы и поверхностные среды планеты e.

Мир (меньших) возможностей

Исследователи говорят, что маловероятно, что в атмосфере TRAPPIST-1 e преобладает углекислый газ, аналогично плотной атмосфере Венеры и разреженной атмосфере Марса. Однако исследователи также осторожно отмечают, что нет прямых параллелей с нашей Солнечной системой.

«TRAPPIST-1 — это звезда, которая очень отличается от нашего Солнца, поэтому и планетная система вокруг нее также очень отличается, что ставит под сомнение как наши наблюдения, так и теоретические предположения», — сказала член команды Николь Льюис, доцент кафедры астрономии Корнельского университета.

Если на TRAPPIST-1 e есть жидкая вода, то, по мнению исследователей, это будет сопровождаться парниковым эффектом, при котором различные газы, в частности углекислый газ, поддерживают стабильность атмосферы и тепло планеты.

«Небольшой парниковый эффект имеет большое значение», — сказала Льюис, и измерения не исключают наличия достаточного количества углекислого газа для поддержания воды на поверхности. Согласно анализу команды, вода может иметь вид глобального океана или покрывать меньшую часть планеты, где звезда находится в вечном полудне, окруженная там льдом. Это возможно, поскольку, учитывая размеры планет TRAPPIST-1 и их близкие орбиты к звезде, считается, что все они привязаны к звезде, и одна сторона всегда обращена к звезде, а другая — всегда находится в темноте.

Инновационный новый метод

Эспиноза и соруководитель исследования Натали Аллен из Университета Джона Хопкинса возглавляют команду, которая в настоящее время проводит 15 дополнительных наблюдений за планетой e с инновационным подходом. Ученые планируют наблюдения таким образом, чтобы Уэбб зафиксировал обе планеты b и e, проходящие перед звездой одна за другой. После предварительных наблюдений Уэбба за планетой b, которая вращается ближе всего к TRAPPIST-1, ученые достаточно уверены, что это голый камень без атмосферы. Это означает, что сигналы, обнаруженные во время прохождения планеты b, можно отнести только к звезде, а поскольку планета e проходит почти в то же время, будет меньше сложностей от изменчивости звезды. Ученые планируют сравнить данные обеих планет, и любые признаки химических веществ, которые появляются только в спектре планеты e, можно отнести к ее атмосфере.

«Мы все еще находимся на начальном этапе изучения того, какие удивительные научные открытия мы можем сделать с помощью телескопа Уэбба. Невероятно измерять детали света звезд вокруг планет размером с Землю, находящихся за 40 световых лет, и узнавать, как там может быть, возможна ли там жизнь», — сказала Ана Глидден, доктор наук, исследователь из Института астрофизики и космических исследований Кавли Массачусетского технологического института, которая возглавляла исследование возможных атмосфер планеты e. «Мы вступили в новую эру исследований, и очень интересно быть ее частью», — сказала она.

Космический телескоп Джеймса Уэбба — это ведущая космическая научная обсерватория в мире. Уэбб разгадывает тайны нашей Солнечной системы, глядя за пределы дальних миров вокруг других звезд и исследуя таинственные структуры и происхождение нашей Вселенной и нашего места в ней. Уэбб — это международная программа, возглавляемая NASA вместе с ее партнерами, Европейским космическим агентством и Канадским космическим агентством.