TRAPPIST-1: могут ли планеты в обитаемой зоне иметь атмосферы?

Представьте себе целую семью из семи миров, каждый размером с нашу Землю, кружащихся вокруг далекого солнца. Это система TRAPPIST-1, и она давно будоражит умы астрономов. Недавно телескоп «Джеймс Уэбб» пристально изучил самую внутреннюю планету этой семьи, TRAPPIST-1 b. И новости… не самые радужные. Похоже, это просто горячий, безвоздушный камень. Но не спешите разочаровываться! Ведь в обитаемой зоне этой звезды прячутся еще три мира, где на поверхности может плескаться жидкая вода. И главный вопрос: есть ли у них атмосферы? От этого буквально зависит все.

TRAPPIST-1 — крошечная, холодная звезда в 40 световых годах от нас, ставшая знаменитостью в 2017 году благодаря своим семи планетам земного типа. Астрономы смотрят на эту систему с особым трепетом: уж очень она похожа на увеличенную копию нашей внутренней Солнечной системы.

Новые данные с «Уэбба» по первой планете — это не просто констатация факта «атмосферы нет». Это ключевой урок, который учит нас, как смотреть на другие миры у таких звезд. Оказалось, что активное, неспокойное светило затмевает собой слабые сигналы от планет. Словно пытаясь разглядеть узор на стекле, когда за ним бушует яркий прожектор.

«Наши наблюдения не показали никаких следов атмосферы у TRAPPIST-1 b. Скорее всего, это голый камень, — говорит соавтор исследования Райан Макдональд. — Но мы ясно видим, что звезда полностью доминирует в сигнале. И та же проблема будет с планетами в обитаемой зоне — d, e и f. Сейчас наша главная задача — научиться точно вычитать этот звездный свет. Иначе мы можем пропустить даже плотную атмосферу. Я уверен, у нас получится».

Миры у холодного солнца: надежда еще жива

TRAPPIST-1: могут ли планеты в обитаемой зоне иметь атмосферы?

Звезда TRAPPIST-1 — это красный карлик, гораздо меньше и холоднее нашего Солнца. Ее планеты расположены так близко друг к другу и к звезде, что год там длится считаные дни. Три из них получают ровно столько тепла, чтобы вода могла оставаться жидкой. Может ли там быть жизнь? Всё упирается в наличие атмосферы, которая сглаживает перепады температур и защищает от звездной радиации.

Как астрономы ищут атмосферы? Они ловят момент, когда планета проходит по диску своей звезды. Часть звездного света пробивается сквозь атмосферный «ободок» планеты, и молекулы газа оставляют в этом свете свой уникальный химический след — спектральный отпечаток.

Но с TRAPPIST-1 всё оказалось хитрее. Анализ показал, что «грязный» сигнал от активной поверхности самой звезды может создавать фантомные спектральные линии. Они способны обмануть ученых, заставив думать, что они видят в атмосфере воду или метан, хотя на самом деле это просто шум.

Чтобы отделить зерна от плевел, команда применила две тактики. Сначала они постарались «почистить» данные от звездного влияния, а потом уже искать планетную атмосферу. Во втором подходе они моделировали оба сигнала — и звездный, и планетный — одновременно.

Оба метода привели к одному выводу: данные по TRAPPIST-1 b идеально объясняются только свечением звезды. Атмосферы не видно. Но разочарование ли это? Скорее, важная обнадеживающая победа. Теперь у астрономов есть проверенный метод, чтобы с еще большей точностью приступить к изучению следующих планет системы, тех самых, что находятся в вожделенной «зоне жизни». Их исследование только начинается, и шансы найти там воздушные оболочки по-прежнему высоки. Игра только начинается.