Атмосфера TRAPPIST-1 c разрежена, если она присутствует, показывает Уэбб

Ученые всего мира использовали космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба, чтобы определить потенциально незначительную атмосферу, окружающую каменистую экзопланету TRAPPIST-1 c, на основе зарегистрированной тепловой энергии.

Атмосфера TRAPPIST-1 c разрежена, если она присутствует

Выводы намек на значительно разреженную, если не несуществующую, атмосферу. Дневная температура планеты составляет в среднем около 380 кельвинов, или примерно 225 градусов по Фаренгейту. Этот факт делает TRAPPIST-1 c самой холодной каменистой экзопланетой, для которой было охарактеризовано ее тепловое излучение.

Это открытие расширяет наше понимание скалистых экзопланет, подобных тем, что находятся в нашей Солнечной системе. Это также способствует продолжающемуся изучению того, могут ли планеты, вращающиеся вокруг меньших красных карликов, таких как TRAPPIST-1, содержать поддерживающую жизнь атмосферу.

Распутывание экзопланетных атмосфер

«Раньше мы могли изучать только планеты с плотной, богатой водородом атмосферой», — сказал первый автор Себастьян Зиеба. «С помощью Webb мы теперь можем исследовать атмосферы, в которых преобладают такие элементы, как кислород, азот и углекислый газ».

Исследователи рассматривали TRAPPIST-1 c, планету, сравнимую по размеру с Венерой, как потенциально имеющую толстую атмосферу из СО2, очень похожую на саму Венеру.

Загадочная природа TRAPPIST-1 c

TRAPPIST-1 c — одна из семи каменистых планет, вращающихся вокруг ультрахолодной карликовой звезды класса М, расположенной в 40 световых годах от Земли. Планеты, сравнимые по размеру и массе с внутренними планетами Земли, имеют атмосферы, которые остаются загадочными.

Карлики M известны своим интенсивным рентгеновским и ультрафиолетовым излучением в начале своей жизни, которое может разрушить атмосферу молодой планеты. Более того, доступность важнейших элементов, таких как вода, CO2 и другие летучие вещества, во время их образования остается неопределенной.

Поиск подсказок в световых узорах

Ученые использовали MIRI, средний инфракрасный прибор Уэбба, для наблюдения за системой TRAPPIST-1. Они наблюдали за планетарной системой во время вторичных затмений, сравнивая уровни яркости, чтобы рассчитать количество среднего инфракрасного света, излучаемого дневной стороной планеты.

Взгляд на планетарную атмосферу

Инфракрасное излучение планеты, зависящее от ее температуры и состава атмосферы, дало ценную информацию. Плотная атмосфера CO2 поглощала бы 15-микронный свет, из-за чего планета выглядела бы тусклее на этой длине волны. И наоборот, атмосферные облака будут отражать свет, делая планету ярче и скрывая присутствие CO2.

Сбор информации о TRAPPIST-1 c

«Наши результаты согласуются со сценарием, при котором на планете отсутствует атмосфера или она имеет чрезвычайно тонкую атмосферу CO2 без облаков», — заявил Зиеба. «Если бы у планеты была плотная атмосфера CO2, мы бы наблюдали исключительно мелкое вторичное затмение или вообще не наблюдали бы его».

Данные отвергают вероятность того, что планета является истинным аналогом Венеры с плотной атмосферой CO2 и облаками серной кислоты. Это говорит о том, что планета могла образоваться с ограниченным количеством воды, что потенциально применимо к другим более холодным планетам в системе TRAPPIST-1.

Новый рассвет в изучении экзопланет

Это высокоточное исследование демонстрирует экстраординарные возможности телескопа Уэбба. «Уэбб подводит нас к точке, где мы можем сравнивать системы экзопланет с нашей солнечной системой, как никогда раньше», — утверждает Лаура Крейдберг, соавтор исследования.

Это исследование закладывает основу для дальнейших исследований, включая полноорбитальные наблюдения TRAPPIST-1 b и c, улучшающие наше понимание этих загадочных небесных тел.