|
Братья Земли. Между вечной ночью и днем
|
|
|
|
Международной команде, включающей сотрудников Бернского университета (UNIBE) и Женевского университета (UNIGE), входящих в Национальный центр исследований планет, впервые удалось составить карту климата скалистых экзопланет с массой, близкой к Земной. Этот прорыв основан на непрерывных наблюдениях с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба.
|
|
|
|
Две изученные планеты принадлежат к знаменитой планетной системе TRAPPIST-1, открытой 10 лет назад. Эта система из семи планет является лабораторией для ученых, изучающих жизнь во Вселенной, особенно вокруг красных карликов.
|
|
|
|
У этих двух планет, по-видимому, нет атмосфер, поскольку наблюдения показывают, что разница температур между днем и ночью превышает 500 градусов по Цельсию. Результаты опубликованы в журнале Nature Astronomy.
|
|
|
|
Красные карлики, которые холоднее и меньше нашего Солнца, составляют более 75% звезд в нашей галактике. Астрономы показали, что вокруг звезд этого типа часто вращаются небольшие планеты, похожие на Землю. Следовательно, вопрос о возникновении жизни в этих мирах, столь отличных от нашего, быстро стал центральным.
|
|
|
|
Среди планетных систем, открытых вокруг красных карликов, TRAPPIST-1, которая в этом году отмечает свое десятилетие, занимает видное место в научных исследованиях.
|
|
|
|
|
|
|
Астрономы отметили эту годовщину проведением кампании наблюдений с использованием космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), сосредоточив внимание на двух самых внутренних планетах системы (ближайших к звезде), TRAPPIST-1b и TRAPPIST-1c. Эти непрерывные наблюдения исключили гипотезу о плотных атмосферах на двух планетах, подтвердив, что суровые условия вокруг этих звезд могут влиять на эволюцию планет.
|
|
|
|
"Система TRAPPIST-1 невероятна! Семь планет, некоторые из которых имеют массу, близкую к земной, вращаются вокруг одной и той же звезды. По крайней мере, три планеты расположены в обитаемой зоне звезды, где температура поверхности допускает наличие жидкой воды", - говорит Эмелин Болмонт, доцент кафедры астрономии факультета естественных наук, директор Центра жизни во Вселенной (CVU) UNIGE, и соавтор исследования.
|
|
|
|
"Это идеальная площадка для сравнительной планетологии, для раскрытия тайн этого типа планет и проверки наших гипотез о развитии жизни вокруг этих звезд".
|
|
Энергетические бомбардировки
|
|
|
|
Хотя красные карлики и их планеты распространены в нашей галактике, их обитаемость не обязательно гарантирована. Во-первых, эти звезды очень активны и бомбардируют свои планеты интенсивным ультрафиолетовым излучением и потоками энергичных частиц, которые могут разрушить их атмосферу и уничтожить любую возможную жизнь.
|
|
|
|
Во-вторых, планеты, находящиеся в обитаемой зоне красного карлика, обращаются по орбите очень близко к своей звезде, и приливные силы синхронизируют их вращение с периодом обращения по орбите, подобно Луне и Земле. Таким образом, эти планеты совершают один оборот вокруг своей оси одновременно с обращением вокруг своей звезды. В результате с одной стороны - постоянный день, а с другой - постоянная ночь.
|
|
|
|
"Наличие атмосферы вокруг этих замкнутых приливами планет может способствовать передаче энергии между дневной и ночной сторонами, что приведет к более умеренным температурам по всей планете, что окажет значительное влияние на их потенциальную обитаемость", - добавляет Брайс-Оливер Демори, профессор и директор Центра космоса и обитаемости в UNIBE и соавтор исследования.
|
|
|
|
"Таким образом, успешное обнаружение атмосферы одной из этих планет стало ключевой задачей для нашего сообщества, подчеркивая важность системы TRAPPIST-1 совместно с JWST", - объясняет он.
|
|
|
|
Наблюдения с помощью JWST включали непрерывное наблюдение двух планет, расположенных ближе всего к звезде и, следовательно, наиболее подверженных ее влиянию, в инфракрасном свете на протяжении всей орбиты. Эти 60 часов наблюдений позволили ученым впервые составить карту климата планет размером с Землю.
|
|
|
|
Измерив световой поток от TRAPPIST-1 и планет "b" и "c", астрономы смогли с большой точностью определить температуру поверхности обеих планет, как на дневной, так и на ночной сторонах.
|
|
|
|
TRAPPIST-1b и TRAPPIST-1c демонстрируют значительную разницу температур между своими двумя полушариями. В течение дня температура поверхности двух планет превышает 200°C и почти 100°C соответственно, в то время как ночью температура на них опускается ниже -200°C.
|
|
|
|
Этот огромный контраст свидетельствует об отсутствии перераспределения энергии между двумя сторонами планет и, следовательно, об отсутствии атмосфер. Если у двух планет и были атмосферы во время их формирования, они были полностью уничтожены экстремальными условиями, созданными их звездой.
|
|
Поиск продолжается
|
|
|
|
Отсутствие плотной атмосферы на двух внутренних планетах системы TRAPPIST-1 подтверждает гипотезу о том, что интенсивное излучение и энергетические выбросы красных карликов играют значительную роль в эволюции планет вокруг звезд этого типа.
|
|
|
|
А как насчет чуть более удаленных планет, расположенных в обитаемой зоне? В настоящее время JWST наблюдает за планетой системы "e", которая находится в пределах обитаемой зоны звезды — области, где на поверхности может существовать жидкая вода.
|
|
|
|
"TRAPPIST-1 служит системой отсчета. Наши теоретические модели показывают, что самые отдаленные планеты системы TRAPPIST-1 могут обладать атмосферой, несмотря на отсутствие таковой на двух внутренних планетах. Это похоже на Меркурий, ближайшую к нашему Солнцу планету, у которой нет атмосферы, в то время как Венера и Земля сохранили ее. Мы с нетерпением ждем продолжения исследования системы TRAPPIST-1", - заключает Эмелин Болмонт.
|
|
|
|
Источник
|
