|
Землеподобная экзопланета пригодна для жизни
|
|
|
|
Астрономы могут быть близки к тому, чтобы впервые подтвердить наличие атмосферы, подобной земной, на экзопланете, если более детальный анализ подтвердит предварительные наблюдения с космического телескопа Джеймса Уэбба.
|
|
|
|
Планета является частью планетной системы TRAPPIST-1, расположенной на расстоянии около 40 световых лет от Земли и открытой пятью бельгийскими астрономами в 2016 году и названной в честь их любимого пива. С тех пор система активно изучается.
|
|
|
|
“Как планетная система, она настолько чужда нам, насколько это возможно”, - сказал Нестор Эспиноза, астроном из Научного института космического телескопа в Балтиморе. — Эта звезда очень, очень маленькая — размером с Юпитер, - и вокруг нее вращается по меньшей мере семь скалистых планет. Три из них находятся в так называемой обитаемой зоне, что означает, что они находятся достаточно близко к звезде, и если бы у них была атмосфера, они могли бы поддерживать воду в жидком виде”.
|
|
|
|
Эспиноза и его коллеги сосредоточились на TRAPPIST-1 e, четвертой планете от звезды в системе, в исследовании, опубликованном на прошлой неделе в Astrophysical Journal Letters. Четыре наблюдения, проведенные в 2023 году с помощью телескопа Уэбба, не позволили исключить наличие атмосферы, что вселяет оптимизм.
|
|
|
|
|
|
|
“Основываясь на первых четырех наблюдениях, мы не можем сказать, что (у этой планеты) нет атмосферы, так что мечта все еще жива — у нее все еще может быть атмосфера, - сказал Эспиноза. - И это очень интересно, потому что у нас есть программа дальнейших наблюдений, состоящая еще из 15 наблюдений.”
|
|
|
|
Телескоп Уэбба смог исключить наличие атмосферы только на TRAPPIST-1 b, самой внутренней планете, но по словам Эспинозы, решение по остальным шести планетам еще не принято, и TRAPPIST-1 e считается одним из лучших кандидатов на наличие жидкой поверхностной воды.
|
|
|
|
“Три года назад, до запуска ”Джеймса Уэбба", подобные исследования были научной фантастикой", - сказал Эспиноза о возможности обнаружения атмосфер на далеких планетах. “Теперь я почти уверен, что мы сможем увидеть, какая атмосфера может быть у TRAPPIST-1 e, и если у него атмосфера, подобная земной, мы сможем это определить”.
|
|
|
|
Ищем характерные признаки
|
|
|
|
TRAPPIST-1 e по размерам похожа на Землю и обращается вокруг своей звезды каждые шесть дней — гораздо быстрее, чем Земля обращается вокруг Солнца. Это потому, что звезда намного меньше нашего Солнца, а все планеты расположены близко к ней. “Если бы вы могли волшебным образом перенести звезду TRAPPIST-1 в нашу солнечную систему, - сказал Эспиноза, - все планеты и их орбиты поместились бы в пределах орбиты Меркурия”.
|
|
|
|
При поиске атмосферы астрономы ожидают, пока планета пройдет перед своей звездой, и замечают любые незначительные изменения в проходящем через нее звездном свете. Они ищут характерные признаки атмосферы, изучая ее химический состав.
|
|
|
|
Благодаря четырем транзитам, наблюдавшимся телескопом Уэбба в 2023 году, астрономы смогли исключить наличие первичной атмосферы на основе водорода у TRAPPIST-1 e, которая, вероятно, была разрушена значительным количеством излучения, испускаемого ее звездой. (Земля также рано потеряла свою изначальную, первичную атмосферу, но затем создала вторичную; астрономы надеются, что TRAPPIST-1 e мог бы сделать то же самое.)
|
|
|
|
Этот сценарий подробно описан во втором исследовании, также опубликованном на прошлой неделе в журнале Astrophysical Journal Letters. В нем отмечается, что атмосфера планеты вряд ли богата углекислым газом, как у Венеры и Марса, и указывает на то, что атмосфера с большим содержанием азота больше похожа на атмосферу Земли и ледяного спутника Сатурна Титана.
|
|
|
|
“TRAPPIST-1e остается одной из наших самых привлекательных планет с обитаемой зоной, и эти новые результаты приближают нас на шаг к пониманию того, что это за мир”, - говорится в заявлении Сары Сигер, профессора планетологии Массачусетского технологического института и соавтора обоих исследований. “Свидетельства, указывающие на то, что атмосферы, подобные Венере и Марсу, отсутствуют, заставляют нас сосредоточиться на сценариях, которые все еще находятся в разработке”.
|
|
|
|
Эспиноза сказал, что его команда планирует завершить новый раунд из 15 наблюдений к концу года, причем две трети из них уже завершены. Если команда обнаружит неопровержимые признаки наличия атмосферы, то можно будет провести еще больше наблюдений с помощью телескопа Уэбба в надежде обнаружить специфические химические признаки таких газов, как метан, который связан с жизнью на Земле.
|
|
|
|
По словам Эспинозы, подтверждение наличия атмосферы стало бы прорывом. “Это положило бы конец огромным дебатам, которые ведутся сейчас о том, могут ли эти системы красных карликов поддерживать атмосферу или нет”, - сказал он. “Красные карлики на самом деле составляют большинство звезд во Вселенной. Так что, если это может произойти там, это может произойти где угодно. Возможности для жизни просто умножаются.”
|
|
|
|
Однако, по его словам, даже если бы атмосфера была исключена, результат все равно был бы захватывающим, потому что это сделало бы жизнь на Земле еще более особенной. Это также заложило бы основу для будущих исследований экзопланет, вращающихся вокруг звезд-желтых карликов, таких как Солнце, с использованием телескопов, даже более мощных, чем Webb, которые все еще находятся на стадии планирования.
|
|
|
|
Захватывающие, но неполные результаты
|
|
|
|
"Эти первые результаты, полученные Джеймсом Уэббом для TRAPPIST-1e, чрезвычайно интересны", - сказал Михаэль Гиллон, научный руководитель отдела астробиологических исследований Бельгийского университета Льежа. Гиллон, который руководил первоначальным открытием системы TRAPPIST-1, не участвовал в недавнем исследовании.
|
|
|
|
“Данные еще не являются окончательными, - добавил он в электронном письме, - но они доказывают, что JWST способен обнаружить атмосферу, подобную Земной, если она существует. Впервые в истории мы действительно находимся в пределах досягаемости от обнаружения атмосферы вокруг потенциально обитаемой скалистой экзопланеты”.
|
|
|
|
Планеты в TRAPPIST-1 имеют ряд условий, сходных с условиями на планетах земной группы в нашей Солнечной системе. Эти условия делают их потенциальными хранилищами жидкой воды на поверхности, но им требуется атмосфера, чтобы предотвратить замерзание воды на поверхности или ее сублимацию в космос, сказал Эрик Агол, профессор кафедры астрономии Вашингтонского университета. Агол не принимал участия в исследовании, но работает над новым набором наблюдений вместе с Эспинозой и его коллегами.
|
|
|
|
Согласно Agol, TRAPPIST-1 e является самой многообещающей из семи планет с атмосферой, подобной Земной.
|
|
|
|
“Результаты интересны, но в то же время неполны”, - добавил он в электронном письме. “Я агностик в отношении того, может ли TRAPPIST-1 e иметь атмосферу, подобную земной, или нет, и текущее исследование не повлияло на мое мнение”.
|
|
|
|
По словам Говарда Чена, доцента кафедры космических наук Флоридского технологического института, TRAPPIST-1e находится прямо на “переломном этапе” между противоположными состояниями, основываясь на компьютерном моделировании, которое он подробно описал в новом исследовании, опубликованном в среду в Astrophysical Journal Letters. Исходя из ее истории, планета может стать либо чрезвычайно засушливой, либо богатой водой: “Это означает, что физически правдоподобными остаются как ”голые скалы", так и "несущие атмосферу" сценарии", - добавил он в электронном письме. Чен не участвовал в новом исследовании.
|
|
|
|
Он пришел к выводу, что TRAPPIST-1e мог сформироваться как пустынный мир, подобный его ближайшим соседям, или как влажная планета, покрытая океаном. “Текущие данные JWST пока не позволяют провести различие между этими сценариями, но эта неоднозначность - именно то, что предсказывают наши расчеты”, - сказал Чен. “Тот факт, что TRAPPIST-1e, вероятно, может быть либо очень сухим, либо очень влажным, означает, что следующие несколько JWST (наблюдений) могут дать впечатляющие результаты”.
|
|
|
|
Источник
|
