Планетная система TRAPPIST-1, расположенная примерно в 40 световых годах от Земли, остается одной из самых изучаемых среди известных на сегодняшний день. Она состоит из ультрахолодного красного карлика, вокруг которого обращаются семь планет земного типа, все они имеют скалистую природу. Обнаруженная в 2016 году, эта система сразу привлекла внимание научного сообщества своим составом и тем, что несколько планет находятся внутри или вблизи зоны обитаемости. Возможность наличия жидкой воды на поверхности некоторых из этих миров породила гипотезы о существовании условий, благоприятных для жизни.
TRAPPIST-1 d — третья по удаленности от своей звезды планета, совершающая полный оборот всего за 4 земных дня. Она находится на внутреннем краю зоны обитаемости, что сделало ее объектом пристального наблюдения с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST). Инструмент NIRSpec, предназначенный для анализа атмосферного состава планет методом спектроскопии в ближнем инфракрасном диапазоне, использовался для поиска следов таких молекул, как водяной пар, углекислый газ или метан — ключевых компонентов, которые могли бы указать на наличие атмосферы, похожей на земную.
Результаты, опубликованные в исследовании в The Astrophysical Journal, не выявили молекулярных признаков, соответствующих плотной или землеподобной атмосфере. Однако отсутствие обнаружения не обязательно означает, что планета полностью лишена атмосферы. Среди возможных вариантов остаются очень разреженная атмосфера, подобная марсианской, или плотный облачный покров, напоминающий венерианский. Также существует вероятность, что TRAPPIST-1 d действительно представляет собой безжизненный скалистый мир, лишенный атмосферы из-за интенсивного излучения своей звезды.
Сложности сохранения атмосферы
Один из ключевых аспектов в изучении атмосфер экзопланет связан с природой их звезд. Красные карлики, такие как TRAPPIST-1, чрезвычайно распространены в нашей галактике, но условия вокруг них сильно отличаются от солнечных. Они меньше и холоднее, из-за чего зона обитаемости находится гораздо ближе к звезде. Как следствие, планеты в этой области подвергаются мощному ультрафиолетовому и заряженно-частичному излучению, особенно во время частых для таких звезд вспышек.
Это может серьезно затруднить способность планеты удерживать атмосферу. Внутренние планеты системы TRAPPIST-1, такие как b, c и d, подвержены более сильной атмосферной эрозии по сравнению с внешними. Наблюдения JWST позволяют предположить, что в случае TRAPPIST-1 d взаимодействие с излучением звезды могло уничтожить большую часть первоначальной атмосферы, если она вообще существовала.
Тем не менее, исследование не ставит точку в этом вопросе. Наличие тонкой атмосферы или плотных высоких облаков может скрывать спектроскопические сигналы, которые удастся обнаружить только при более глубоких наблюдениях или с помощью будущих инструментов. TRAPPIST-1 d в этом смысле становится первым шагом в понимании того, при каких условиях скалистая планета земного размера способна сохранить атмосферу вокруг активной и турбулентной звезды.
Перспективы изучения других планет системы
Дальнейшие наблюдения сосредоточатся на внешних планетах системы, особенно TRAPPIST-1 e, f, g и h. Будучи дальше от звезды, они меньше подвержены мощному излучению и теоретически могут иметь более благоприятные условия для сохранения стабильной атмосферы. Однако большая дистанция и более низкие температуры также усложняют обнаружение возможных атмосферных сигналов.
Телескоп Джеймса Уэбба, благодаря своей чувствительности в ближнем инфракрасном диапазоне, открывает новое окно для изучения этих планет. Собранные данные помогут провести границу между мирами, способными удерживать атмосферу, и теми, которые теряют ее из-за экстремальных условий.
Таким образом, TRAPPIST-1 d становится важным ориентиром — не как потенциальный двойник Земли, а как пример скалистой планеты, существующей на пределе возможного. Это еще один шаг к пониманию того, насколько редкой может быть среда, подобная земной.