«Джеймс Уэбб» исключает наличие плотной атмосферы из углекислого газа у TRAPPIST-1 c
Инфракрасные измерения TRAPPIST-1 c показывают, что она, вероятно, не так похожа на Венеру, как когда-то представлялось.
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» НАСА успешно измерил тепловое излучение TRAPPIST-1 c, экзопланеты, вращающейся вокруг красного карлика на расстоянии 40 световых лет от Земли. Это самая холодная скалистая планета, когда-либо охарактеризованная с помощью этого метода.
К сожалению, для тех, кто надеется, что система TRAPPIST-1 является аналогом нашей Солнечной, результаты немного разочаровывающие. Хотя TRAPPIST-1 c примерно такого же размера и массы, как Венера, и получает такое же количество излучения от своей звезды, маловероятно, что у нее такая же плотная атмосфера из углекислого газа. Это указывает на то, что планета и, возможно, система в целом сформировались с очень небольшим количеством воды.
Международная команда исследователей использовала космический телескоп «Джеймс Уэбб» НАСА для расчета количества тепловой энергии, исходящей от скалистой экзопланеты TRAPPIST-1 c. Результат говорит о том, что атмосфера планеты — если она вообще существует — чрезвычайно разрежена.
TRAPPIST-1 c в настоящее время является самой холодной скалистой экзопланетой. Ее дневная температура примерно 380 Кельвинов. Это одна из семи скалистых планет, вращающихся вокруг ультрахолодной звезды красного карлика (или M-карлика) в 40 световых годах от Земли. Хотя эти планеты похожи по размеру и массе на внутренние скалистые планеты Солнечной системы, неясно, действительно ли у них схожие атмосферы. В течение первого миллиарда лет своей жизни М-карлики испускают яркое рентгеновское и ультрафиолетовое излучение, которое может легко разрушить молодую планетарную атмосферу. Кроме того, при формировании планет могло не быть достаточного количества воды, углекислого газа и других летучих веществ, чтобы создать плотную атмосферу.
Команда использовала прибор MIRI для наблюдения системы TRAPPIST-1 в четырех отдельных случаях, когда планета двигалась позади звезды. Сравнивая яркость, когда планета находится за звездой с яркостью, когда планета находится рядом со звездой, команда смогла рассчитать количество света среднего инфракрасного диапазона. Оно напрямую связано с ее температурой, на которую, в свою очередь, влияет атмосфера. Углекислый газ преимущественно поглощает 15-микронный свет, из-за чего планета кажется более тусклой на этой длине волны. Однако облака могут отражать свет, заставляя планету казаться ярче и маскируя присутствие углекислого газа.
Кроме того, плотная атмосфера любого состава будет перераспределять тепло с дневной стороны на ночную, в результате чего дневная температура будет ниже, чем она была бы без атмосферы. Хотя эти первоначальные измерения не дают окончательной информации о природе TRAPPIST-1 c, они помогают сузить вероятные возможности.
«Наши результаты согласуются с тем, что планета представляет собой голую скалу без атмосферы, или что на планете действительно разреженная атмосфера CO2 без облаков», — говорят исследователи. — «Если бы на планете была плотная атмосфера CO2, мы бы наблюдали действительно неглубокое вторичное затмение или вообще его не наблюдали. Это связано с тем, что CO2 поглощал бы весь 15-микронный свет, поэтому мы не обнаружили бы ничего, исходящего от планеты».
Данные также показывают, что маловероятно, что планета является истинным аналогом Венеры с густой атмосферой CO2 и облаками серной кислоты.