Хотя вокруг красного карлика TRAPPIST-1 вращаются семь каменистых планет, особый интерес астрономов вызывает TRAPPIST-1 e — планета немного меньше Земли, находящаяся в зоне, где может существовать жидкая вода. Недавно две независимые научные группы, используя космический телескоп «Джеймс Уэбб», сообщили, что на этой планете практически исключена первичная атмосфера. Однако вопрос о наличии вторичной атмосферы остается открытым: вполне возможно, что TRAPPIST-1 e обладает атмосферой, схожей с земной.

Особенности TRAPPIST-1 e

TRAPPIST-1 e расположена примерно в 40 световых годах от Земли и совершает полный оборот вокруг своей звезды за 6,1 суток. Из-за приливного захвата, когда гравитация заставляет планету всегда поворачиваться к звезде одной стороной, одна половина этого мира, вероятно, постоянно освещена.

Планета находится в обитаемой зоне, а ее равновесная температура (без учета парникового эффекта) оценивается в –23°C (для сравнения, у Земли — –18°C). Исследователи считают, что при наличии атмосферы на освещенной стороне TRAPPIST-1 e может существовать жидкая вода — как локально, так и в виде глобального океана. Ранее астробиологи, используя вероятностные математические модели, включили TRAPPIST-1 e в список наиболее перспективных экзопланет для поиска жизни.

Поиск атмосферы с помощью телескопа «Джеймс Уэбб»

Для проверки наличия атмосферы астрономы наблюдали за TRAPPIST-1 e с помощью инструмента NIRSpec на борту телескопа «Джеймс Уэбб». Этот прибор фиксирует, как часть света звезды проходит сквозь атмосферу планеты во время транзита. Если атмосфера присутствует, в спектре появляются характерные «провалы», соответствующие определённым химическим веществам. Чем больше транзитов удаётся наблюдать, тем точнее становится картина.

Результаты исследований

Две научные работы, опубликованные в The Astrophysical Journal Letters, показали, что TRAPPIST-1 e почти наверняка лишена первичной водородно-гелиевой оболочки, а наличие плотной атмосферы из углекислого газа (CO₂) маловероятно.

Группа под руководством Нестора Эспиносы из Университета Джонса Хопкинса проанализировала первые спектры транзитов TRAPPIST-1 e. Однако данные оказались искажены из-за активности звезды — вспышек и пятен на её поверхности. Для устранения «шума» ученые применили метод гауссовских процессов, что позволило отделить влияние звезды от возможных атмосферных сигналов. В результате была исключена возможность наличия массивной водородной оболочки, напоминающей атмосферу газовых гигантов.

Вторая исследовательская группа под руководством Аны Глидден из Массачусетского технологического института сосредоточилась на моделировании различных вариантов вторичной атмосферы — от полного её отсутствия до наличия азотной с примесью метана и углекислого газа.

Возможные сценарии

Существование азотной атмосферы или полностью безвоздушной поверхности возможно, если наличие водородной газовой оболочки исключено (что подтвердили исследования группы Эспиносы). Глидден и коллеги не обнаружили явных признаков атмосферы, но и не доказали её полного отсутствия.

Перспективы дальнейших исследований

Активность звезды затрудняет окончательные выводы о наличии вторичной атмосферы у TRAPPIST-1 e, поэтому ученые продолжают наблюдения с помощью телескопа «Джеймс Уэбб». Если у этой каменистой планеты действительно есть атмосфера, то вероятность существования на её поверхности жидкой воды — а значит, и условий для жизни — значительно возрастает.