Анализ данных, полученных системой TRAPPIST-1, указывает на то, что планеты, расположенные ближе всего к звезде, скорее всего, являются необогреваемыми, раскаленными породами, лишенными атмосферы. Это открытие вызывает вопросы о возможности планет, вращающихся вокруг красных карликов, сохранять атмосферу, что, в свою очередь, влияет на вероятность их обитаемости.
Система TRAPPIST-1 уже почти десять лет является одним из ключевых объектов для изучения в астробиологии. Это объясняется тем, что из семи планет, обращающихся вокруг малой, холодной звезды, как минимум три располагаются в зоне обитаемости. Учитывая, что красные карлики – наиболее многочисленный тип звезд в нашей Галактике, важно выяснить, способны ли их планеты удерживать атмосферу.
Исследуя эти объекты, исследователи надеются выяснить, насколько распространенными во Вселенной являются планеты, потенциально подходящие для существования жизни. Однако у этих звезд есть существенный минус: их интенсивное ультрафиолетовое и рентгеновское излучение может разрушать атмосферы расположенных поблизости планет.
Для полного выяснения всех обстоятельств, астрономы провели анализ данных, собранных космической обсерваторией «Джеймс Уэбб». В течение приблизительно 60 часов инструмент непрерывно наблюдал за двумя ближайшими к звезде планетами — TRAPPIST-1 b и c. После этого ученые зафиксировали инфракрасное излучение, исходящее от планет на различных участках их орбит, что дало возможность определить распределение температур по поверхности.
Таким образом, в ходе написания научной работы, опубликованной в журнале Nature Astronomy, благодаря этой методике ученые смогли, по сути, создать карту климата этих удаленных планет. Принцип заключается в следующем: наличие плотной атмосферы способствует равномерному распределению тепла, что уменьшает температурный контраст между днем и ночью. В отсутствие атмосферы, одна сторона планеты подвергается перегреву, а другая остается покрытой льдом.
Астрономы наблюдали именно такую ситуацию: на дневной стороне TRAPPIST-1 b температура поднимается до 217 градусов Цельсия, в то время как ночная сторона практически не излучает тепло, оставаясь ледяной. Более того, пик излучения точно соответствует полуденному положению, без какого-либо смещения, что также свидетельствует об отсутствии теплопереноса посредством ветров. Полученные данные соответствуют модели, представляющей собой темную, лишенную атмосферы каменную поверхность.
На дневной стороне у TRAPPIST-1 более низкая температура — 96 градусов Цельсия, но разница между дневной и ночной сторонами остается значительной. Это указывает на то, что планета либо лишена атмосферы и обладает высокой отражающей способностью, либо имеет очень тонкую атмосферу, потенциально насыщенную кислородом. В любом случае, наличие плотной атмосферы представляется маловероятным.
Несмотря на схожесть по массе и химическому составу, эти два мира, вероятно, развивались по разным сценариям: незначительные отличия в удалении от звезды или изначальных параметрах приводят к существенным различиям в эволюции атмосфер. Полученные данные подтверждают предположение о том, что излучение красных карликов способно разрушать атмосферы ближайших планет, превращая их в скалистые тела с резкими температурными колебаниями – более 500 градусов между дневной и ночной сторонами.
Таким образом, вопрос о возможности существования жизни в системе TRAPPIST-1 отодвигается на более удаленные планеты. Если внутренние планеты лишены атмосферы, смогут ли внешние, находящиеся в зоне обитаемости, удержать атмосферу и воду? Учитывая, что ученые уже изучают TRAPPIST-1 e, решение этого вопроса, вероятно, будет найдено в ближайшее время.