Двойной снимок JWST экзопланеты размером с Землю показывает, что у нее нет неба

Маловероятно, что TRAPPIST-1c имеет атмосферу из углекислого газа, в отличие от того, что астрономы предполагали ранее.

Отредактировано 2023-25-06
Система TRAPPIST в которой находится больше всего известных планет размером с ЗемлюСистема TRAPPIST, которая является наиболее изученной планетарной системой за пределами нашей планеты. TRAPPIST-1c - вторая планета слева.

Атмосфера Земли имеет огромное значение для жизни на нашем голубом мраморе, поэтому неудивительно, что астрономы стремятся заглянуть в облака экзопланет вокруг других звезд. Один из популярных далеких миров - TRAPPIST-1c - привлек внимание исследователей потому, что ранее считалось, что он окутан толстым слоем углекислого газа. Однако новые наблюдения космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) показали, что, скорее всего, это бесплодная скала без атмосферы.

Когда астрономы пытаются выяснить, сколько планет в космосе могут поддерживать жизнь, в первую очередь они обращают внимание на скалистые миры, подобные Земле, где есть прочная поверхность, позволяющая биологии пустить корни. "Малых планет в галактике предостаточно", - говорит Себастьян Зиба, исследователь экзопланет из Института астрономии Макса Планка и Лейденской обсерватории, ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Nature и посвященного новым наблюдениям TRAPPIST-1c. "По крайней мере, от 20 до 50 процентов звезд имеют планету, схожую по размеру с Землей". Астрономы до сих пор мало знают об атмосферах этих каменистых планет и о том, есть ли у них атмосфера вообще. Также остается открытым вопрос о том, могут ли карликовые звезды типа М - звезды, вокруг которых вращается TRAPPIST-1c, - разрушить атмосферу этих планет, сделав их непригодными для жизни.

JWST быстро меняет эту реальность. Сейчас нет другой обсерватории, которая могла бы дать нам такие точные измерения", - добавляет Зиеба, - "Изучение инфракрасного света - это то, в чем телескоп преуспел. Отпечатки многих молекул, важных для жизни, проявляются в инфракрасных волнах, но их трудно обнаружить. Для проведения таких измерений JWST должен быть намного выше температуры замерзания - всего 7 кельвинов (что эквивалентно -500°F).

"В течение многих лет ученые моделировали атмосферы этих миров", - говорит Дарья Пидгородецкая, астроном из Калифорнийского университета в Риверсайде, не участвующая в новом исследовании. "Наконец-то увидеть реальные данные, полученные с помощью JWST, - это похоже на исполнение мечты".

Наблюдатели уделяют так много внимания TRAPPIST-1c по веской причине: это, безусловно, лучшая цель для детального изучения каменистых планет размером с Землю, поскольку она находится недалеко (на расстоянии около 40 световых лет) и ее легко увидеть с помощью современных технологий. "Очевидно, что начинать надо с самых низко висящих плодов", - говорит Зиеба. TRAPPIST-1c вращается вокруг звезды TRAPPIST-1, у которой находится семья из семи планет земного размера. Три из них могут находиться в обитаемой зоне звезды.

Эта Солнечная система предоставляет астрономам уникальный шанс посмотреть на похожие на Землю планеты при различных температурах, получив представление о спектре возможностей скалистых миров. Определив, какие молекулы окружают эти миры, "мы сможем сделать вывод о том, действительно ли они могут поддерживать жизнь", - говорит астроном Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Джуда Ван Зандт, который не принимал участия в работе над статьей.

Однако TRAPPIST-1 не похож на наше Солнце. Это маленькая красная звезда, называемая М-карликом, которая является самым распространенным типом звезд в галактике. Один из главных вопросов в астрономии сейчас таков: Могут ли планеты вокруг М-карликов сохранять свои атмосферы, или же жестокие вспышки этих мощных маленьких звезд выжигают небо? Если астрономы обнаружат, что большинство планет вокруг М-карликов представляют собой голые камни, возможно, для жизни все-таки необходимы звезды, подобные Солнцу. Пока что против М-карликов нанесено два удара - не только TRAPPIST-1c не имеет атмосферы, но и TRAPPIST-1b, как показала публикация в начале этого года, также бесплоден.

Скоро мы узнаем, следуют ли соседи TRAPPIST-1c этому образцу или изменяют его. Все семь планет TRAPPIST-1 будут наблюдаться с помощью JWST в течение года, и еще предстоит выяснить, сохранили ли другие планеты свои облака. И даже если нет, как говорит Зиеба, "очевидно, что это всего лишь одна звезда М-типа". Астрономам придется наблюдать еще много планет, чтобы действительно судить о том, пригодны ли М-карлики для поддержания жизни.