Исследование обнаруживает, что экзопланет Trappist-1e вряд ли будет иметь атмосферу, похожая на Венеру или Марс

В поисках обитаемых экзопланет, атмосферные условия играют ключевую роль в определении того, может ли планета поддерживать жидкую воду. Подходящие кандидаты часто сидят в «Золатальной зоне», расстоянии, которое не слишком близко и не слишком далеко от их звезды -хозяина, чтобы обеспечить жидкую воду. С запуском космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) астрономы собирают улучшенные наблюдения за экзопланетами, которые помогут определить, какие экзопланеты являются хорошими кандидатами для дальнейшего изучения.

В открытом доступе опубликовано сегодня в Астрофизические журнальные буквыастрономы использовали JWST, чтобы поближе взглянуть на атмосферу Exoplanet Trappist-1E, расположенной в системе Trappist-1. Хотя они не нашли окончательного доказательства того, из чего это сделано – или, если у нее даже есть атмосфера, – они смогли исключить несколько возможностей.

«Идея в том, что если мы предположим, что планета не является без воздушной, можем ли мы ограничить различные атмосферные сценарии? говорит Ана Глидден, постдок в отделе Земли, атмосферных и планетарных наук (EAPS) и Институт астрофизики и космических исследований MIT Kavli, а также первого автора в статье. Ответы, которые они нашли, были да.

Новые данные исключают атмосферу, где доминируют водород, и налагают более жесткие ограничения на другие Атмосферные условия которые обычно создаются посредством вторичного поколения, таких как извержения вулканов и отстранение отдела с внутренней части планеты. Данные были достаточно последовательными, чтобы все еще допустить возможность поверхностного океана.

«Trappist-1e остается одной из наших самых убедительных планет с обитаемой зоной, и эти новые результаты приближают нас к знанию, какой это мир»,-говорит Сара Сигер, профессор планетарной науки 1941 года в MIT и соавтор исследования. «Доказательства, указывающие в сторону от атмосферы Венеры и Марса, обостряют наше внимание на сценариях, которые все еще находятся в игре».

Соавторы исследования также включают сотрудников из Университета Аризоны, Университета Джона Хопкинса, Университета Мичигана, Института наук о космическом телескопах и членов команды JWST-TST DREAM.

Улучшенные наблюдения

Экзопланетная атмосфера изучаются с использованием методики, называемой спектроскопией передачи. Когда планета проходит перед его хозяин звездаЗвездный свет фильтруется через атмосферу планеты. Астрономы могут определить, какие молекулы присутствуют в атмосфере, увидев, как свет изменяется на разных длин волн.

«Каждая молекула имеет спектральный отпечаток пальца. Вы можете сравнить свои наблюдения с этими отпечатками пальцев, чтобы выяснить, какие молекулы могут присутствовать», – говорит Глидден.

JWST имеет более крупное покрытие длины волны и более высокое спектральное разрешение, чем его предшественник, космический телескоп Хаббла, что позволяет наблюдать за молекулами, такими как углекислый газ и метатан, которые чаще встречаются в нашей собственной солнечной системе. Тем не менее, улучшенные наблюдения также подчеркнули проблему звездного загрязнения, где изменения в температуре звезды хозяина из -за таких вещей, как солнечные пятна и солнечные вспышки, затрудняют интерпретацию данных.

«Звездная активность сильно мешает планетарной интерпретации данных, потому что мы можем наблюдать только потенциальную атмосферу через Starlight», – говорит Глидден. «Сложно отделить, какие сигналы поступают от звезды по сравнению с самой планетой».

Управление атмосферными условиями

Исследователи использовали новый подход для смягчения звездной деятельности, и, как следствие, «любой сигнал, который вы можете видеть, различающийся визит к визиту, скорее всего, от звезды, в то время как все, что соответствует посещению, скорее всего, является планетой»,-говорит Глидден.

Затем исследователи смогли сравнить результаты с несколькими различными возможными атмосферными сценариями. Они нашли это углекислый газ-Рич атмосферы, как и атмосфера Марса и Венеры, маловероятны, в то время как теплая, богатая азотом атмосфера, похожая на лунный титан Сатурна. Данные, однако, слишком слабы, чтобы определить, присутствовала ли какая -либо атмосфера, не говоря уже о обнаружении определенного типа газа. Дополнительные, текущие наблюдения, которые уже находятся в работе, помогут сузить возможности.

«Благодаря нашим первоначальным наблюдениям мы продемонстрировали выгоды, сделанные с JWST. Наша последующая программа поможет нам еще больше уточнить наше понимание одной из наших лучших планет с обитаемой зоной»,-говорит Глидден.