Метан или помехи: почему сложно найти атмосферу на ближайшей к нам пригодной для жизни планете
Система TRAPPIST-1 находится примерно в 39 световых годах от Земли и напоминает уменьшенную копию нашей Солнечной системы. В центре расположена звезда, вокруг которой вращаются семь планет размером с Землю. Сама звезда и все ее планеты могли бы свободно поместиться внутри орбиты Меркурия, а год на любой из этих планет длится по земным меркам всего несколько дней. Особое внимание ученых привлекает планета TRAPPIST-1e. Она находится в зоне обитаемости — на таком расстоянии от звезды температура позволяет воде оставаться в жидком состоянии, но только при наличии атмосферы. А где есть вода, там может быть и жизнь. Однако есть проблема: ученые не уверены, что у планеты есть атмосфера.
Недавно исследовательская группа использовала космический телескоп «Джеймс Уэбб» для изучения этой системы. Результаты наблюдений опубликовали в журнале The Astrophysical Journal Letters. Ученые направили прибор ближнего инфракрасного диапазона NIRSpec на систему в тот момент, когда планета TRAPPIST-1e проходила перед своей звездой. Во время такого транзита свет звезды проходит сквозь атмосферу планеты, если она существует. Газы в атмосфере поглощают часть света, и астрономы могут определить химический состав воздуха. С каждым новым наблюдением данные становятся точнее.
Астрономы нашли намеки на землеподобную атмосферу у экзопланеты TRAPPIST-1e
Анализ четырех транзитов показал возможные следы метана. Это интригующий результат, однако Сукрит Ранджан из Аризонского университета призывает не спешить с выводами. В своей новой работе он указывает на необходимость более строгих проверок. Главная сложность заключается в самой звезде. TRAPPIST-1 — это ультрахолодный красный карлик. Такая звезда значительно меньше, холоднее и тусклее Солнца. Она лишь немного превосходит по размерам Юпитер. Температура звезды достаточно низкая для существования молекул газа в ее собственной атмосфере. Поэтому обнаруженный метан может принадлежать самой звезде, а не планете.
Ранджан и его коллеги смоделировали различные сценарии. Они проверили вероятность существования на планете атмосферы, богатой метаном, подобно той, что есть на спутнике Сатурна Титане. Расчеты показали, что даже такой сценарий маловероятен. Авторы предполагают, что зафиксированный сигнал скорее является шумом от родительской звезды. Это не доказывает отсутствие атмосферы на TRAPPIST-1e, но требует сбора дополнительных данных для окончательного ответа.
Новые ответы может дать миссия NASA Pandora, запуск которой запланирован на начало 2026 года. Этот небольшой спутник специально создается для характеризации атмосфер экзопланет и их звезд. Pandora будет наблюдать за звездами с потенциально обитаемыми планетами в течение длительного времени. Это поможет лучше понять поведение самих звезд и отделить их влияние от сигналов планет.
Исследователи также возлагают надежды на новый метод анализа с помощью «Уэбба». Группа планирует наблюдать двойной транзит, когда перед звездой одновременно проходят TRAPPIST-1e и TRAPPIST-1b. Планета 1b находится ближе всего к звезде и лишена воздушной оболочки. Сравнение сигналов позволит ученым вычесть шум и выделить чистый спектр атмосферы TRAPPIST-1e, если она все-таки существует.
На обложке планета TRAPPIST-1e. Источник фото: Wikimedia.
