Астрономы впервые с высокой точностью исключили возможность наличия атмосферы земного типа у сильного кандидата на обитаемость — экзопланеты TRAPPIST-1 d, находящейся в системе вокруг красного карлика на расстоянии 40 световых лет.
TRAPPIST-1 d давно привлекала внимание как одна из семи каменистых планет системы TRAPPIST-1, открытой в 2017 году. Планета имеет схожие с Землёй размеры и расположена у внутренней границы обитаемой зоны — участка вокруг звезды, где на поверхности может существовать жидкая вода. Её орбита крайне компактна: год на TRAPPIST-1 d длится всего 4 земных дня, а расстояние до звезды — лишь 2% земного расстояния до Солнца.
Уникальные возможности телескопа «Джеймс Уэбб» позволили астрономам впервые исследовать спектральные признаки атмосферы небольших и сравнительно прохладных экзопланет. При помощи спектрографа NIRSpec удалось провести прямой поиск ключевых молекул: воды, метана и углекислого газа. Ни одна из них не была обнаружена в атмосфере TRAPPIST-1 d.
Иллюстрация: ESA
Авторы работы рассматривают несколько возможных объяснений: атмосфера планеты может быть крайне разреженной, как у Марса, либо состоять из плотных высоких облаков, как у Венеры, которые могли бы скрывать характерные спектры. Не исключён и вариант полностью лишённого атмосферы каменистого тела.
Плотная атмосфера необходима для защиты от жёсткого ультрафиолета и удержания тепла, что особенно важно для планет вокруг красных карликов, известных своими мощными вспышками и излучением, способным разрушать тонкие слои газа.
«Теперь мы можем с уверенностью исключить TRAPPIST-1 d из списка планет, похожих на Землю, по критерию атмосферы», — подчёркивает руководитель работы Каролин Пиоуле-Гораеб из IREx и Чикагского университета.
Тем не менее астрономы продолжают поиски атмосферы у других, более удалённых от звезды планет системы — TRAPPIST-1 e, f, g и h. Их орбиты лежат дальше, где излучение звезды слабее, и теоретически атмосфера могла сохраниться. Однако при большем расстоянии и слабом излучении обнаружение атмосферы становится сложной задачей.
Работа подчёркивает уникальность земных условий в космосе и ставит новые задачи перед астрономами: выяснить, могут ли планеты у красных карликов сохранять плотные атмосферы, а значит — потенциально поддерживать жизнь.