Астрономы нашли близнеца Земли в 41 световом году от Земли

Астрономи знайшли близнюка Землі за 41 світловий рік

Астрономы с помощью телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) обнаружили каменистую планету на расстоянии 41 светового года от Земли, которая может иметь атмосферу.

Результаты нового исследования британских ученых из Бристольского и Сент-Эндрюсского университетов указывают, что планета Trappist-1e находится в так называемой «Зоне Златовласки» вокруг материнской звезды, в которой температура позволяет существовать жидкой воде на поверхности этой планеты. В случае подтверждения данных о Trappist-1e по результатам дальнейших наблюдений, эта планета может стать первой с обнаруженной атмосферой.

Экзопланеты, вращающиеся вокруг своих звезд за пределами Солнечной системы, и которые могут содержать жидкую воду, также должны иметь атмосферу с достаточным парниковым эффектом. Парниковый эффект создает дополнительное тепло за счет поглощения и излучения газов в атмосфере и помогает предотвратить испарение воды в космос.

Trappist-1e — одна из семи каменистых планет, вращающихся вокруг небольшой, относительно холодной звезды красного карлика Trappist-1. Большинство обнаруженных каменистых экзопланет вращаются вокруг подобных красных карликов с температурой, значительно ниже нашего Солнца.

Это связано не с тем, что планеты, вращающиеся вокруг звезд, подобных Солнцу, редкие, а с техническими ограничениями, в соответствии с которыми, легче находить и изучать экзопланеты, вращающиеся вокруг меньших звезд. Красные карлики имеют много преимуществ при измерении свойств планет, которые вращаются вокруг них.

Поскольку красные карлики холоднее, их населенные зоны, где температура позволяет существовать жидкой воде, расположены гораздо ближе к нашей Солнечной системе. Таким образом, год на каменистой планете с температурой, как на Земле, вращающейся вокруг красного карлика, может составлять лишь несколько дней или неделю, по сравнению с 365 земными днями.

Одним из способов обнаружения таких экзопланет является измерение незначительного ослабления света от планеты во время ее прохождения по диску звезды. Поскольку планеты, вращающиеся вокруг красных карликов, совершают полный оборот быстрее, астрономы могут наблюдать больше прохождений за короткий промежуток времени, что упрощает сбор данных.

Во время транзита астрономы могут измерять поглощение газами в атмосфере планеты. Поглощение — это процесс, при котором определенные газы поглощают свет на разных длинах волн, препятствуя его прохождению. Это дает ученым возможность определить, какие газы есть в атмосфере.

При этом, чем меньше звезда, тем большая часть ее света блокируется атмосферой планеты во время прохождения. Поэтому красные карлики предоставляют одну из лучших возможностей для поиска планет с атмосферами.

Три планеты из системы Trappist-1 — Trappist-1d, Trappist-1e и Trappist-1f (третья, четвертая и пятая планеты от звезды), находятся в «Зоне Златовласки». JWST систематически ищет атмосферы на планетах системы Trappist-1 с 2022 года.

Полученные результаты по трем ближайшим к красному карлику Trappist-1 планетам указывают на то, что эти миры, вероятно, в лучшем случае имеют скалистый ландшафт с разреженной атмосферой. Однако планеты, расположенные дальше от звезды, подвергающиеся меньшей бомбардировке радиацией и мощными вспышками звезды, все еще потенциально могут иметь атмосферы.

«Мы наблюдали Trappist-1e с помощью JWST четыре раза в период с июня по октябрь 2023 года. Мы сразу заметили, что на наши данные сильное влияние оказало так называемое «звездное загрязнение» от горячих и холодных активных областей (аналогичных солнечным пятнам) на Trappist-1. Для решения этой проблемы требовался тщательный анализ. В результате нашей команде понадобилось более года, чтобы проанализировать данные и отделить сигнал, исходящий от звезды, от сигнала, исходящего от планеты», — объясняют авторы исследования, астрономы Ханна Уэйкфорд и Райан Макдональд.

Астрономы предполагают два возможных объяснения того, что происходит на Trappist-1e. Первое предположение предполагает, что планета имеет так называемую вторичную атмосферу, содержащую тяжелые молекулы, в частности, азот и метан.

Однако имеющиеся наблюдения недостаточны, чтобы исключить вариант, что Trappist-1e — голая каменистая планета без атмосферы. Чтобы установить, пригодна ли планета Trappist-1e для жизни, необходимо измерить концентрацию парниковых газов, таких как углекислый газ и метан.

В настоящее время ведутся еще 15 транзитов Trappist-1e, которые должны завершиться до конца 2025 года. В дальнейших наблюдениях астрономы планируют изменить стратегию, включив в них планету Trappist-1b — голую и скалистую. Это позволит им использовать наблюдения за Trappist-1b для более точного отслеживания горячих и холодных активных областей на звезде. Любое чрезмерное поглощение газа, которое наблюдается только во время транзитов Trappist-1e, будет обусловлено исключительно атмосферой планеты.