В недавнем исследовании, опубликованном на сервере препринтов arXiv и принятом в The Astrophysical Journal, компьютерные модели используются для выяснения того, почему экзопланета TRAPPIST-1c не могла иметь толстую атмосферу из углекислого газа (CO2), несмотря на то, что она получала такое же количество солнечной радиации от своей планеты. родительская звезда, которую планета Венера получает от нашего Солнца, причем последнее имеет очень плотную атмосферу из углекислого газа. Это исследование появилось после того, как в исследовании, опубликованном в журнале Nature в июне 2023 года, использовались данные космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА (JWST), чтобы убедиться, что TRAPPIST-1c не имеет атмосферы из углекислого газа. Оба исследования связаны с тем, что система TRAPPIST-1, которая расположена примерно в 41 световом году от Земли и обращается вокруг своей звезды всего за 2,4 дня, в последние несколько лет привлекла большое внимание научного сообщества из-за количества подтвержденных экзопланеты внутри системы и их потенциал для целей астробиологии.
«Система TRAPPIST-1 особенная, потому что она содержит семь планет размером примерно с Землю, которые существуют на орбитах внутри, внутри и за пределами обитаемой зоны, где может существовать жидкая вода», — Кэти Тейшерия, научный сотрудник. на факультете астрономии Техасского университета в Остине и ведущий автор исследования, сообщает Universe Today. «Поскольку TRAPPIST-1 является звездой-карликом M (в отличие от Солнца, которое является звездой типа G), мы не уверены, могут ли ее планеты сохранять атмосферы, что является необходимым условием для обитаемости. Путем поиска атмосфер в системе TRAPPIST-1 , мы получим первые подсказки о том, пригодны ли для жизни системы M-карликов, которые составляют около 70% звезд в нашей галактике».
Для исследования ученые использовали серию компьютерных моделей для моделирования эволюции атмосферы TRAPPIST-1c, в частности, того, какая часть атмосферы планеты была потеряна с течением времени из-за солнечного излучения родительской звезды, также известного как звездный (солнечный) ветер. зачистка. В конце концов, результаты показали, что TRAPPIST-1c потенциально испытал удаление примерно 16 бар газа CO2, что, как отмечают исследователи, меньше, чем нынешнее количество CO2 на Земле или Венере. Таким образом, исследователи пришли к выводу о двух возможных сценариях, объясняющих отсутствие потерь CO2 в течение жизни TRAPPIST-1c: либо планета изначально сформировалась с низким количеством летучих веществ, которые часто включают углекислый газ, азот, воду и водород и обнаружены на обоих Земля и Венера в соответствующих больших количествах; или TRAPPIST-1c на ранней стадии своего существования испытал значительное воздействие звездного ветра.
«Основной вывод из этого исследования заключается в том, что долгосрочное зачистка звездного ветра в системе TRAPPIST недостаточно сильное, чтобы удалить большую атмосферу CO2 из TRAPPIST-1c, и, следовательно, TRAPPIST-1c, вероятно, был дефицитом углерода на протяжении большей части его жизнь», — рассказал Тейшерия Universe Today. Помимо исследования разрушения звездного ветра на TRAPPIST-1c, исследователи также использовали те же компьютерные модели, чтобы выяснить, как на другие шесть планет системы TRAPPIST-1 повлияло разрушение звездного ветра и могут ли они сохранять свои атмосферы в течение длительного времени. Эти планеты, которые в настоящее время предположительно представляют собой скалистые миры размером с Землю, включают TRAPPIST-1b, TRAPPIST-1d, TRAPPIST-1e, TRAPPIST-1f, TRAPPIST-1g и TRAPPIST-1h, причем TRAPPIST-1b вращается внутри TRAPPIST. -1c и e, f и g, находящиеся в пределах ГП звезды.
Что делает систему TRAPPIST-1 уникальной, так это чрезвычайно компактные расстояния планет друг от друга, поскольку все семь вращаются в пределах орбиты Меркурия, что делает исследование потенциального удаления звездного ветра еще более заманчивым. Однако, несмотря на их компактные орбиты, исследователи сделали интригующее открытие, используя свои компьютерные модели. Тейшерия говорит: «Мы предсказываем, что более отдаленные планеты TRAPPIST-1 могут сохранять атмосферу, потому что потеря атмосферной массы из-за звездного ветра уменьшается пропорционально квадрату расстояния от звезды, и на этих далеких планетах маловероятно возникновение безудержного парникового эффекта». Это означает, что вода и другие молекулы, скорее всего, останутся ближе к поверхности, а не испарятся за пределы планеты». Забегая вперед, исследователи отмечают, что будущие наблюдения JWST позволят им лучше понять состав и размеры атмосфер всех планет TRAPPIST-1.
