Вчені виявили атмосферу на екзопланеті неподалік від Землі

Марія Власова

Джерело: Science Alert

Астрофізики з Інституту астрономії Макса Планка в Німеччині заявляють про наявність атмосфери на кам'янистій екзопланеті за 40 світлових років від Землі.

Головні тези:

Вчені виявили атмосферу на кам'янистій екзопланеті TRAPPIST-1b за 40 світлових років від Землі.
Система TRAPPIST з червоним карликом та сімома планетами привертає увагу астрофізиків своєю унікальністю.
Дослідники виявили вулканічну активність на TRAPPIST-1b, що свідчить про можливу наявність атмосфери, що багата на вуглекислий газ.
TRAPPIST-1 є ідеальною лабораторією для вивчення атмосфер кам'янистих планет, які отримують зоряні потоки поміж Меркурієм та Марсом.
Інфрачервоні спостереження з телескопа “Джеймс Вебб” дозволили зрозуміти складність структури TRAPPIST-1b та представляти нові гіпотези про її атмосферу.

Що відомо про екзопланету та її атмосферу неподалік від Землі

Зазначається, що до цього часу екзопланета, яка обертається навколо червоного карлика, вважалась безатмосферною.

Недавні спостереження за планетою b в системі TRAPPIST-1 продемонстрували, що кам’яниста планета виявилась набагато складнішою, ніж важалось.

У матеріалі, який був випущений минулого року, стверджувалось, що планета, скеріш за все, позбавлена атмосфери.

Однак нові спостереження з використанням телескопа “Джеймс Вебб” підтвердили, що на TRAPPIST-1b або відбувається висока геологічна активність, або ж планету оточує щільний шар атмосфери, багатої на вуглекислий газ.

Ідея скельної планети з сильно вивітреною поверхнею без атмосфери не відповідає поточним вимірам. Тому ми вважаємо, що планета вкрита відносно незміненим матеріалом, — пояснює астроном з Інституту астрономії Макса Планка в Німеччині Єрун Боуман.

На одній з планет у системі TRAPPIST виявили атмосферу — Система TRAPPIST

Таким чином планета може залишатись незмінною і не вразливою для процесів вивітрювання.

Астрофізики зазначають, що це напрочуд молода планета, якій буквально тисяча років.

Це пояснює високу вулканічну активність на ній.

Чому система TRAPPIST представляє такий інтерес для астрофізиків

Систему із зіркою, навколо якої обертаються сім планет, астрофізики виявили у 2017 році.

Ці планети розташовуються до материнської зірки значно ближче, ніж планети у нашій системі до Сонця.

Однак сама зірка TRAPPIST-1 є червоним карликом, значно холоднішім і тьмянішім за наше Сонце.

Тому астрономи сподіваються, що хоча б одна планета системи виявиться населеною.

TRAPPIST-1b знаходиться надто близько до своєї зірки, щоб бути населеною, але астрономи сподіваються, що вона може навчити нас тому, як формуються та розвиваються інші планетні системи.

Планети, що обертаються навколо червоних карликів, — це наш найкращий шанс уперше вивчити атмосфери поміркованих кам'янистих планет, які одержують зоряні потоки між потоками Меркурія та Марса. Планети TRAPPIST-1 є ідеальною лабораторією для цього новаторського дослідження, — зазначає астроном Ельза Дюкро з Французької комісії з альтернативних джерел енергії та атомної енергії

Однак за результатами перших спостережень за цією системою за допомогою телескопа “Джеймс Вебб”, стало зрозуміло, що ідея хибна.

Вони були засновані на спостереженнях на одній інфрачервоній довжині хвилі — 15 мікрон — яка поглинається вуглекислим газом. Сильна 15-мікронна сигнатура передбачала, що вуглекислого газу не було.

Після цього астрофізики провели ще одне дослідження за допомогою телескопа “Джеймс Вебб” в іншій довжині хвилі, 12,8 мікрон, щоб виміряти температуру TRAPPIST-1b, коли вона здійснювала оберти навколо своєї зірки.

Вони порівняли спостереження із різними моделями, щоб спробувати з'ясувати, що вони бачать.

На відміну від 15-мікронного аналізу, який виявив голу сіру поверхню, дослідницька група виявила, що 12,8-мікронні спостереження більше відповідають голій поверхні, покритій багатою вулканічною породою.

Ці спостереження можуть вказувати на те, що на TRAPPIST-1b присутня тектонічна або вулканічна активність або що гравітаційне тяжіння зірки та інших екзопланет у системі розтягує та стискає TRAPPIST-1b, а її внутрішня частина залишається гарячою та розплавленою.

Можливо також, що ці спостереження вказують на атмосферу, багату на вуглекислий газ. Це припущення можна узгодити з 15-мікронними спостереженнями щодо наявності серпанку, що призводить до явища, відомого як термічна інверсія, коли вуглекислий газ випромінює 15-мікронне світло, а не поглинає його.