Астрофизики Бристольского университета помогают пролить свет на экзопланету размером с Землю, которая находится на расстоянии 40 световых лет. На этой планете может существовать жидкая вода в виде глобального океана или ледяных просторов на поверхности. Это возможно только при наличии атмосферы — большая загадка, которую учёные пытаются разгадать.
Используя телескоп JWST, разработанный NASA, исследователи сделали эти открытия в рамках крупного международного проекта, который изучает атмосферу и поверхность TRAPPIST-1e, также известной как планета e в системе, вращающейся в обитаемой зоне красного карлика TRAPPIST-1.
Экзопланеты
Экзопланеты — это разнообразные планеты, которые вращаются вокруг звёзд за пределами Солнечной системы. Планета e представляет особый интерес, поскольку теоретически возможно наличие жидкой воды — не слишком горячей или холодной — при наличии атмосферы.
Исследователи направили мощный инструмент NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) телескопа JWST на систему, когда планета e прошла перед своей звездой. Свет звезды, проходящий через атмосферу планеты, если она есть, будет частично поглощён, и соответствующие провалы в спектре света, достигающем JWST, сообщают астрономам о химических веществах, присутствующих там. С каждым дополнительным прохождением планеты перед звездой содержание атмосферы становится яснее.
Первые результаты
Первые результаты, опубликованные сегодня в двух научных статьях в The Astrophysical Journal Letters, указывают на несколько потенциальных сценариев, включая возможность наличия атмосферы.
Доктор Ханна Уэйкфорд, доцент астрофизики в Бристольском университете, является ведущим членом группы JWST Transiting Exoplanet, которая помогла разработать схему наблюдений для телескопа, чтобы учёные могли получить жизненно важные данные.
Доктор Уэйкфорд сказала: «То, что мы обнаружили с помощью JWST в этих первых четырёх наблюдениях, помогает уточнить более ранние измерения Хаббла и показывает, что теперь могут быть намёки на наличие атмосферы, но мы пока не можем исключить возможность того, что там нечего обнаруживать».
Инфракрасные инструменты JWST
«Инфракрасные инструменты JWST предоставляют беспрецедентную детализацию, помогая нам понять гораздо больше о том, что определяет атмосферу и поверхностную среду планеты, и из чего они состоят. Это невероятно увлекательно — приоткрыть завесу над этими увлекательными другими мирами, измеряя детали звёздного света вокруг планет размером с Землю, чтобы понять, на что это может быть похоже, и возможна ли жизнь. Благодаря тщательному процессу исключения и сравнения мы раскрываем новые важные идеи».
Хотя для планеты e остаются открытыми различные возможности, исследователи уверены, что у планеты нет первоначальной атмосферы.
Соавтор обоих исследований доктор Дэвид Грант, бывший старший научный сотрудник Бристольского университета, объяснил: «Результаты также исключают наличие первичной атмосферы на основе водорода. Это газовая оболочка, в основном состоящая из водорода, которая окружала планету на ранних стадиях её формирования. Считается, что такие атмосферы распространены как для гигантских планет, так и для планет земной группы в ранней Солнечной системе».
Дальнейшие наблюдения
Дальнейшие наблюдения будут включать более детальные наблюдения, сравнение данных с другой экзопланетой — планетой b, которая вращается ближе всего к TRAPPIST-1, чтобы сделать новые открытия.
Один из главных исследователей исследовательской группы, сосредоточенной на TRAPPIST-1e, доктор Нестор Эспиноза, ассоциированный астроном и научный сотрудник по экзопланетам в Институте научных исследований космического телескопа (STScI) в Балтиморе, штат Мэриленд, сказал: «Инфракрасные инструменты Webb предоставляют нам больше деталей, чем когда-либо прежде, и первые четыре наблюдения, которые мы смогли провести для планеты e, показывают нам, с чем нам придётся работать, когда поступит остальная информация».
Телескоп JWST — это ведущая мировая обсерватория для космических исследований, способная наблюдать далёкие миры и звёзды, а также исследовать таинственные структуры нашей Вселенной. Это международная программа, возглавляемая NASA, Европейским космическим агентством и Канадским космическим агентством.
Проект является частью программы JWST-TST DREAMS, возглавляемой доктором Николем Льюис, доцентом астрономии в Корнельском университете в Итаке, штат Нью-Йорк. Этот международный проект включает более 30 учёных из Великобритании, США и Индии, пятеро из которых являются членами или бывшими членами команды доктора Уэйкфорд. Он включает прорывное обнаружение кварцевых облаков в атмосфере горячей экзопланеты, как показано в исследовании 2023 года, проведённом доктором Грантом и соавтором доктора Уэйкфорд.