Изследователите са използвали космическия телескоп James Webb, за да измерят температурата на най-вътрешната планета в системата TRAPPIST-1, хвърляйки повече светлина върху способността на планети като тези да поддържат живот.
TRAPPIST-1 е ултрахладна звезда червено джудже (или M джудже), малко по-голяма от Юпитер, която се намира на около 40 светлинни години от нас и е в орбита от седем екзопланети с размерите на Земята. Той е до два пъти по-стар от нашата слънчева система, което го прави идеален за изучаване на формирането и еволюцията на планетите от земния тип.
Най-вътрешната от известните скалисти екзопланети в системата, TRAPPIST-1 b е малко по-голяма от Земята, но има същата плътност. Въпреки че не е в „обитаемата зона“ на системата, както са планетите e, f и g, тя все още може да предостави важна информация за другите планети в системата TRAPPIST-1 и тези от други системи M-джуджета.
Международен екип от изследователи използва космическия телескоп Джеймс Уеб (JWST) на НАСА, за да разгледа по-отблизо TRAPPIST-1 b, за да определи дали планетата има атмосфера, с оглед на прилагането на получената информация към обитаемостта на други екзопланети.
„Ако искаме да разберем обитаемостта около М звездите, системата TRAPPIST-1 е страхотна лаборатория“, каза Елза Дюкро, съавтор на изследването. „Това са най-добрите цели, които имаме за разглеждане на атмосферата на скалисти планети.“
Един от факторите, които определят обитаемостта на планетата, е наличието на атмосфера. Предишни наблюдения на TRAPPIST-1 b с помощта на космическите телескопи Hubble и Spitzer не откриха доказателства за подпухнала атмосфера – такава, която е значително по-голяма от очакваното – но не можеха да изключат плътна. Търсейки отговор на въпроса за атмосферата, изследователският екип измерва температурата на планетата.
„Тази планета е приливно заключена, като едната страна е обърната към звездата през цялото време, а другата е в постоянна тъмнина“, каза Пиер-Оливие Лагаж, един от авторите на изследването. „Ако има атмосфера, която да циркулира и преразпределя топлината, през деня ще бъде по-хладно, отколкото ако няма атмосфера.“
TRAPPIST-1 b не излъчва собствена видима светлина, защото не е достатъчно горещ, но излъчва инфрачервено сияние. Използвайки средния инфрачервен инструмент (MIRI) на JWST, изследователите успяха да изчислят количеството топлина, отделена като инфрачервена светлина, произведена от планетата.
„Тези наблюдения наистина се възползват от средната инфрачервена способност на Webb“, каза Томас Грийн, водещ автор на изследването. „Нито един предишен телескоп не е имал чувствителността да измерва такава слаба светлина в средния инфрачервен диапазон.“
Те откриха, че дневната страна на TRAPPIST-1 b има температура от около 500 Келвина (около 450 °F или 227 °C), което предполага, че планетата има малко или никаква атмосфера.
Това е първият път, когато изследователите са успели да открият каквато и да е форма на светлина, излъчвана от екзопланета, толкова малка и хладна, колкото скалистите планети в нашата собствена слънчева система. За изследователския екип това е важна стъпка към откриването дали планетите в системата TRAPPIST-1 и тези като тях могат да поддържат животоподдържаща атмосфера.
Друг важен етап беше постигнат от изследователите: откриването на вторично затъмнение. При вторично затъмнение планетата преминава зад звездата, блокирайки светлината от планетата. MIRI измерва промяната в яркостта от системата, докато TRAPPIST-1 b се движи зад звездата.
Данните от пет отделни вторични затъмнения бяха анализирани и сравнени с компютърни модели, показващи каква трябва да бъде температурата при различни сценарии.
„Резултатите са почти напълно съвместими с черно тяло, направено от гола скала и без атмосфера, която да циркулира топлината“, каза Дюкро. „Също така не видяхме признаци на абсорбиране на светлина от въглероден диоксид, което би било очевидно в тези измервания.“
Черното тяло е обект, който абсорбира цялата радиация, падаща върху него. Той не отразява и не пропуска никаква светлина, нито позволява светлината да премине през него и да излезе от другата страна. Енергията, която черното тяло поглъща, го нагрява, карайки го да излъчва собствено излъчване. Температурата е единственият параметър, който определя колко светлина излъчва черното тяло.
Сега, след като успешно са заснели вторично затъмнение, изследователите използват MIRI на JWST, за да получат допълнителни наблюдения на феномена, надявайки се да уловят пълна фазова крива, показваща промяната в яркостта по цялата орбита на планетата. Това би позволило на изследователите да сравнят температурните промени между деня и нощта и да потвърдят съществуването на атмосфера.
“Това е първият път, когато можем да открием емисиите от скалиста, умерена планета”, каза Lagage. “Това е наистина важна стъпка в историята на откриването на екзопланети.”
Изследването е публикувано в сп Природата.
Публикациите се превеждат автоматично с google translate
