Из семи планет размером с Землю, вращающихся вокруг красного карлика TRAPPIST-1, одна планета особенно привлекла внимание учёных. Эта планета вращается вокруг звезды в пределах «зоны Златовласки» — расстояния, где теоретически возможно наличие воды на её поверхности, но только при наличии атмосферы. А где есть вода, там может быть и жизнь.
Две недавние научные статьи, опубликованные в журнале The Astrophysical Journal Letters , подробно описывают первые наблюдения системы TRAPPIST-1, полученные исследовательской группой с помощью космического телескопа имени Джеймса Уэбба (НАСА) . В этих публикациях авторы, включая Сукрита Ранджана из Лаборатории Луны и планет Аризонского университета, представляют тщательный анализ полученных на данный момент результатов и предлагают несколько возможных сценариев состояния атмосферы и поверхности планеты.
Что нам это дает
Хотя эти сообщения интригуют и демонстрируют прогресс в описании ближайшей потенциально похожей на Землю экзопланеты, Ранджан в третьей статье , также опубликованной в The Astrophysical Journal Letters , призывает к осторожности, утверждая, что необходимы более тщательные исследования, чтобы определить, имеет ли TRAPPIST-1e атмосферу вообще и являются ли предварительные намеки на метан, обнаруженные Джеймсом Уэббом, действительно признаками атмосферы или же они имеют свое происхождение от своей звезды-хозяина.
Система TRAPPIST, названная так в честь исследования, которое её открыло — «Проект малых телескопов для изучения транзитных планет и планетезималей» — расположена примерно в 39 световых годах от Земли. Она напоминает миниатюрную версию нашей Солнечной системы. Звезда и все её планеты легко поместились бы внутри орбиты Меркурия. Год для любой планеты системы TRAPPIST длится всего несколько дней по земным меркам.
«Основной тезис для TRAPPIST-1e таков: если у планеты есть атмосфера, она пригодна для жизни», — сказал Ранджан, доцент Лаборатории публичной политики. «Но сейчас первостепенный вопрос должен быть таким: существует ли вообще атмосфера?»
Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи направили мощный спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec) космического телескопа на систему TRAPPIST в момент, когда планета TRAPPIST-1e проходила по диску своей звезды (или перед ней). Во время транзита свет звезды проникает через атмосферу планеты (если таковая имеется) и частично поглощается, что позволяет астрономам определить, какие химические вещества она может содержать. С каждым последующим транзитом состав атмосферы становится всё более чётким по мере сбора новых данных.
Четыре транзита TRAPPIST-1e, изученные группой, выявили признаки наличия метана. Однако, по словам Ранджана, поскольку звезда TRAPPIST-1e представляет собой так называемый карлик класса М, размером примерно в одну десятую от размера нашего Солнца и лишь немного больше Юпитера, её уникальные свойства требуют особой осторожности при интерпретации данных.
Другие проблемы
«В то время как Солнце — яркий жёлтый карлик, TRAPPIST-1 — ультрахолодный красный карлик, то есть он значительно меньше, холоднее и тусклее нашего Солнца», — пояснил он. «На самом деле, он достаточно холодный, чтобы в его атмосфере могли присутствовать молекулы газа. Мы обнаружили намёки на наличие метана, но вопрос в том, связан ли этот метан с молекулами в атмосфере планеты или с молекулами в атмосфере звезды?»
Чтобы ответить на этот вопрос, Ранджан и его коллеги смоделировали сценарии, в которых TRAPPIST-1e может иметь богатую метаном атмосферу, и оценили вероятность каждого из них. В наиболее вероятном из исследованных сценариев планета напоминала богатый метаном спутник Сатурна Титан. Однако исследование показало, что даже этот сценарий крайне маловероятен.
«Основываясь на наших последних исследованиях, мы предполагаем, что ранее сообщавшийся предварительный намёк на наличие атмосферы, скорее всего, является „шумом“ от звезды-хозяина», — сказал Ранджан. «Однако это не означает, что у TRAPPIST-1e нет атмосферы — нам просто нужно больше данных».
Какую роль сыграл в этом «Джеймс Уэбб»
Ранджан отметил, что, хотя «Джеймс Уэбб» произвел революцию в науке об экзопланетах, изначально телескоп не был предназначен для изучения небольших экзопланет, похожих на Землю.
«Он был разработан задолго до того, как мы узнали о существовании таких миров, и нам повезло, что он вообще может их изучать», — сказал он. «Существует лишь несколько планет размером с Землю, для которых он потенциально мог бы измерить хоть сколько-нибудь подробный состав атмосферы».
Новые ответы может дать миссия NASA Pandora , которая в настоящее время находится в разработке и запуск которой запланирован на начало 2026 года. Под руководством Дэниела Апаи, профессора астрономии и планетологии в обсерватории Стюарда Университета Альберты, Pandora — это небольшой спутник, предназначенный для изучения атмосфер экзопланет и их звёзд. Pandora будет следить за звёздами с потенциально обитаемыми планетами до, во время и после их прохождения перед своими звёздами.
Кроме того, исследователи надеются, что продолжающийся, более масштабный цикл наблюдений и новые аналитические методы наконец смогут переломить ход событий. В настоящее время сотрудничество сосредоточено на методе, известном как двойной транзит : наблюдение за звездой, когда TRAPPIST-1e и TRAPPIST-1b, самая внутренняя и безвоздушная планета системы, одновременно проходят перед своей звездой.
«Эти наблюдения позволят нам отделить действия звезды от действий в атмосфере планеты, если таковая имеется», — сказал Ранджан.
Источники:
Статья создана по материалам https://phys.org/news/2025-12-trappist-1e-earth-sized-habitable.html
