Вспышки на TRAPPIST-1 помогут в поиске обитаемых планет
Астрофизики использовали космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), чтобы внимательно рассмотреть летучую звезду. В новом исследовании международная группа исследователей провела детальное исследование четырех солнечных вспышек, взорвавшихся вокруг звезды TRAPPIST-1 — небольшого и активного небесного тела, расположенного примерно в 40 световых годах от Земли. Результаты могут помочь ученым искать далекие планеты, или «экзопланеты», которые напоминают нашу собственную и могут даже поддерживать жизнь. «Благодаря JWST впервые в истории мы смогли искать планеты вокруг других звезд, которые имеют вторичную атмосферу, которую можно найти, скажем, вокруг Земли, Венеры или Марса», — сказал Уорд Ховард. ведущий автор нового исследования и научный сотрудник НАСА Сагана на факультете астрофизических и планетарных наук Калифорнийского университета в Боулдере. Однако эта охота может оказаться немного сложной. Ховард объяснил, что большинство маленьких и скалистых миров, которые ученые планируют исследовать с помощью телескопа Уэбба, вращаются вокруг класса звезд, называемых М-карликами, или красными карликами.
Это одни из самых взрывоопасных звезд в галактике. Возьмем, к примеру, TRAPPIST-1, на котором расположены семь известных планет. Эта звезда едва больше Юпитера, но она испускает большие вспышки или яркие и мощные выбросы энергии несколько раз в день, распространяя излучение далеко в космос. Солнце Земли, напротив, испытывает вспышки такого же размера только примерно раз в месяц. В результате наблюдение за планетой вокруг красного карлика может быть похоже на фотографию друга в танцевальном клубе с пульсирующим светом. В своем новом исследовании Ховард и его коллеги полагают, что нашли частичное решение. Используя телескоп Уэбба, самый совершенный телескоп, когда-либо запущенный в космос, команда зафиксировала серию вспышек, вспыхнувших от TRAPPIST-1, в течение примерно 27 часов. Исследователи разработали математический метод отделения света, исходящего от этих вспышек, от обычного излучения звезды. Это немного похоже на использование фильтра для удаления бликов с фотографии на смартфоне.
Результат? Потенциально более четкие изображения планет и их атмосфер. «Если мы хотим узнать больше об экзопланетах, — сказал Ховард, — очень важно понять их звезды». Исследование было принято к публикации в «Астрофизическом журнале» и размещено на сайте arXiv перед публикацией. Наблюдения, использованные в исследовании, были получены в первый год работы телескопа Оливией Лим и Дэвидом Лафреньером из Монреальского университета в рамках проекта под названием NEAT Collaboration. Ученые уже давно положили глаз на TRAPPIST-1. Эта звезда, которая по галактическим меркам находится не так уж далеко от Земли, представляет собой планетарную золотую жилу: на ней расположены три маленьких и скалистых мира, которые находятся в том, что исследователи называют «обитаемой зоной» — области вокруг звезды, в которой вода может, теоретически существуют на поверхности планеты. Астрофизики используют телескоп Уэбба, чтобы проверить, смогут ли они уловить следы атмосферы вокруг этих планет. (Лим возглавил недавнее исследование, в ходе которого не было обнаружено следов атмосферы вокруг одной планеты в системе под названием TRAPPIST-1 b).
«Есть лишь несколько звездных систем, где у нас есть возможность искать такого рода атмосферу», — сказал Ховард. «Каждая из этих планет поистине драгоценна». Ховард отметил, что, поскольку экзопланеты, подобные семи мирам TRAPPIST-1, находятся очень далеко, астрофизики могут наблюдать их только тогда, когда они проходят перед своими яркими звездами. Но когда звезда настолько хаотична, как TRAPPIST-1, это становится трудным. «Если не учитывать вспышки, вы можете обнаружить в атмосфере молекулы, которых на самом деле там нет, или неправильно определить количество материала в атмосфере», — сказал он. Более точные наблюдения Это одна из причин, почему Ховард и его коллеги захотели так внимательно изучить TRAPPIST-1. Используя телескоп Уэбба, исследователи впервые наблюдали вспышки от далекой звезды в определенных длинах волн инфракрасного света — типа излучения, на который телескоп Уэбба особенно настроен.
Данные команды отражают эволюцию этих четырех вспышек в мельчайших деталях: они развивались в течение нескольких часов, становясь все ярче и ярче, затем достигая пика и снова тускнея. Группе также удалось отличить свет, исходящий от вспышек TRAPPIST-1, от повседневного свечения звезды. Опираясь на эти данные, команде удалось исключить из своих наблюдений около 80% света вспышек. Эти цифры не идеальны, отметил Ховард, но результаты команды должны помочь астрофизикам собрать более четкие и точные данные о семи планетах TRAPPIST-1. И исследователи могли бы применить тот же подход к другим подобным звездным системам, близким к Земле. «С TRAPPIST-1 у нас есть действительно прекрасная возможность увидеть, как будет выглядеть планета размером с Землю вокруг красного карлика», — сказал Ховард.
