Атмосфера для жизни: как «Уэбб» помогает ученым выбирать планеты, похожие на нашу
Астрономы давно ищут экзопланеты, похожие на Землю, в надежде обнаружить на них жизнь. Из 5900 открытых объектов лишь 217 оказались землеподобными по удалению от своей звезды, температуре, составу грунта и размерам. Однако этих свойств мало, чтобы судить, подходят ли они для жизни. Куда важнее изучить их атмосферу. В этом ученым помогает телескоп «Уэбб».
Группа ученых из Института астрономии Общества Макса Планка и Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса представила первые итоги работы телескопа в направлении поиска пригодных для жизни планет. Руководитель исследования, профессор Лора Крейдберг отметила, что «Уэбб» получил самые точные спектры передачи света у экзопланет земного типа. Их также называют каменистыми.
Телескоп впервые зафиксировал тепловое излучение от нескольких таких планет, при этом ему удалось обнаружить тепло от объектов с температурой около 100°C. Раньше астрономы могли наблюдать лишь более горячие планеты с температурой порядка 800°C.
Главная сложность изучения атмосфер таких планет в их размерах: каменистые экзопланеты малы и часто расположены близко к своим звездам. Из-за этого атмосферы подвержены интенсивному влиянию излучения и могут разрушаться. Особенно сильно это воздействие заметно у планет вокруг красных карликов — звезд типа М. Таких звезд больше всего в нашей галактике, примерно 80%. Их планеты проще наблюдать, потому что звезды маленькие и тусклые, и на их фоне легче уловить слабый сигнал от планеты.
Исследователи напомнили, что атмосфера может исчезать под действием радиации или из-за слабой гравитации. Для оценки риска потери атмосферы они предложили использовать космическую береговую линию — эмпирическую границу, которая показывает, какие планеты скорее всего удержали атмосферу. Чем выше масса планеты и чем меньше на нее попадает излучения от звезды, тем больше шансов, что атмосфера сохранилась.
Однако у этого подхода есть ограничения. Например, звезды типа М могут долгое время излучать много ультрафиолета и устраивать вспышки, которые буквально сдувают атмосферу. Поэтому Лаура Крейдберг и ее коллеги предложили новый ориентир: испытание на пять высот однородной атмосферы.
Высота однородной атмосферы — это величина, которая описывает, как быстро убывает давление в атмосфере по высоте. У Земли самая выраженная особенность в спектре — полоса углекислого газа, она охватывает примерно пять таких высот. Чтобы зафиксировать такую деталь у другой планеты, нужно достичь соответствующей точности в измерениях. Сейчас приборы «Уэбба» еще не дотягивают до этого уровня, но уже близки.
Исследователи планируют улучшить точность и обработку данных. Они уже подготовили программу наблюдений, которая будет проверять наличие атмосферы у небольшой выборки каменистых планет. В будущем это поможет не только понять, какие планеты могут иметь атмосферу, но и приблизиться к обнаружению возможных признаков жизни.
Хотя телескоп «Уэбб» не способен изучать атмосферы экзопланет вокруг звезд, похожих на Солнце, его работа станет важным шагом для будущих миссий. Например, Обсерватория обитаемых миров (HWO), которая появится позднее, сможет напрямую наблюдать атмосферу планет земного типа в системах, похожих на нашу.
«Сначала нужно научиться ходить, а уже потом бегать», — отмечает Лора Крейдберг. Результаты «Уэбба» — именно те первые шаги, которые помогут астрономам понять, какие миры способны поддерживать атмосферу и, возможно, жизнь.
Визуализация M. Kornmesser/ESO
Самое популярное
