Тайна чужой планеты: может ли там быть воздух, пригодный для жизни
Астрономы продолжают изучать систему TRAPPIST-1 - одну из самых перспективных для поиска обитаемых миров. Недавние наблюдения телескопа "Джеймс Уэбб" (JWST) дали первые намёки на атмосферу у планеты TRAPPIST-1e, расположенной в 40 световых годах от Земли.
Фото: Generated by AI (DALL·E 3 by OpenAI) is licensed under Free for commercial use (OpenAI License)
Экзопланета TRAPPIST-1e
Первые наблюдения JWST
TRAPPIST-1e четыре раза проходила перед своей звездой, и прибор NIRSpec зафиксировал изменения в спектре света. Эти данные позволяют оценить состав атмосферы, если она существует. Первичный вывод: водородной оболочки у планеты нет. Более плотные вторичные атмосферы пока остаются в числе возможных сценариев.
Сложности анализа
Красный карлик TRAPPIST-1 — активная звезда с частыми вспышками и пятнами. Их яркость и спектр меняются, что маскирует слабые сигналы планеты. Чтобы устранить "звёздное загрязнение", команда применила гауссовские процессы — статистический метод, отделяющий изменения звезды от постоянных сигналов планеты.
Возможные сценарии
Учёные исключили наличие первичной атмосферы с высоким содержанием водорода. Однако остаётся вероятность:
вторичной атмосферы, богатой азотом,
вулканически активной атмосферы с тяжёлыми газами,
либо полной её утраты, что сделает планету безжизненной "скалой".
"Самая захватывающая возможность заключается в том, что у TRAPPIST-1e может быть вторичная атмосфера, содержащая тяжёлые газы, такие как азот", — сказал преподаватель Университета Сент-Эндрюса Райан Макдональд.
Плюсы и минусы метода JWST
| Плюсы | Минусы |
| Высокая чувствительность к лёгким газам (H₂, CH₄, CO₂) | Звёздная активность искажет данные |
| Возможность объединять транзиты для повышения точности | Нужно много наблюдений (10-20) |
| Доступ к инфракрасным диапазонам | Невозможно сразу отделить звёздный сигнал от планетарного без моделей |
Как ищут атмосферу
Фиксируется транзит планеты телескопом.
Измеряется спектр света, прошедшего через атмосферу.
Устраняются "шумы" и активность звезды.
Сравниваются данные с моделями атмосфер.
Исключаются невозможные сценарии (например, H₂-оболочка).
Постепенно уточняется вероятный состав атмосферы.
Мифы и правда
Миф: если планета в "зоне обитаемости", значит она пригодна для жизни.
Правда: без атмосферы вода испарится или замёрзнет, независимо от расстояния до звезды.Миф: четыре транзита — достаточно для подтверждения атмосферы.
Правда: нужны десятки наблюдений, чтобы отличить сигналы планеты от активности звезды.Миф: обнаружение азота автоматически указывает на жизнь.
Правда: азот лишь свидетельствует о плотной оболочке, а не о биологических процессах.
Исторический контекст
Система TRAPPIST-1 открыта в 2017 году, в ней семь каменистых планет.
До запуска JWST атмосферные исследования таких миров были невозможны.
TRAPPIST-1e стала первой планетой земного размера, у которой удалось частично изучить атмосферные свойства за пределами Солнечной системы.
Ошибка → Последствие → Альтернатива
Ошибка: интерпретировать данные без учёта звёздной активности → неправильные выводы → альтернатива: использование статистических моделей (гауссовские процессы).
Ошибка: опираться только на один транзит → ложный результат → альтернатива: накопление серии наблюдений.
Ошибка: делать выводы о жизни по наличию одного газа → искажение картины → альтернатива: комплексные климатические модели.
А что если…
А что если TRAPPIST-1e действительно окажется "голой скалой"? Это будет означать, что вспышки красных карликов быстрее разрушают атмосферу, чем предполагалось. Такой результат поставит под сомнение "обитаемость" многих планет у звёзд этого типа.
Интересные факты
В системе TRAPPIST-1 все семь планет по размеру сопоставимы с Землёй или Венерой.
Из-за приливного захвата одна сторона TRAPPIST-1e всегда обращена к звезде, а другая — во тьме.
Даже отсутствие атмосферы — важный результат, так как он уточняет модели эволюции экзопланет.