4 Minutės
Nauji JWST duomenys siaurina TRAPPIST-1e atmosferos paiešką
Žemės dydžio egzoplaneta TRAPPIST-1e, esanti apie 40 šviesmečių atstumu, pateikė pirmuosius išsamesnius užuominas apie galimą atmosferą dėka NASA James Webb kosminio teleskopo (JWST) stebėjimų. Planeta sukasi gyvenamosios zonos ribose aplink raudonąjį nykštuką TRAPPIST-1, kur paviršiaus temperatūros teoriškai galėtų leisti egzistuoti skystam vandeniui — tačiau tik tada, jei išliktų atmosfera, galinti sušvelninti temperatūros skirtumus.
Žemės dydžio egzoplaneta TRAPPIST-1e, pavaizduota apačioje dešinėje, yra kontūruojama praeidama prieš savo žybsinčią šeimininkės žvaigždę šiame autoriaus vizualizacijos vaizde TRAPPIST-1 sistemos. Kreditas: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI)
Kaip buvo atlikti stebėjimai ir kodėl tai svarbu
Tyrėjai naudojo JWST artimųjų infraraudonųjų spindulių spektrografą (NIRSpec), kad užfiksuotų keturis TRAPPIST-1e tranzitus, rinkdami aukštos tikslumo spektrus, kai planeta praskrido prieš savo žvaigždę. Tranzitinė spektroskopija leidžia žvaigždės šviesai filtruotis per galimą atmosferos sluoksnį ir sukuria bangos ilgiui jautrius absorbcijos bruožus; pasikartojantys tranzitai pagerina signalą ir padeda identifikuoti molekulinius žymenis, tokius kaip vandens garai, anglies dioksidas ar vandenilis.
2025 m. rugsėjo 8 d. žurnale Astrophysical Journal Letters paskelbti rezultatai — nuo tarptautinės grupės, kurioje yra mokslininkai iš Braitono universiteto, MIT ir Space Telescope Science Institute — atmesti kelias galimas scenarijus, tačiau palieka ir kitus atvirus. Duomenys ryškiai atmeta pirminį vandeniliu dominuojantį apvalkalą, tačiau dar neteikia galutinio įrodymo apie tankią antrinę atmosferą.
Pagrindiniai rezultatai: jokių pirminių vandenilių, užuominos apie antrinę atmosferą
Pirminė atmosfera atmesta
Analizės rodo, kad TRAPPIST-1e nebeužlaiko lengvo vandenilio-helio apvalkalo, su kuriuo galėjo susiformuoti. Žvaigždės aktyvumas — įskaitant dažnus žybsnius ir aukštos energijos spinduliavimą — tikėtina anksti nušluos lengvas dujas planetos istorijos eigoje. Kaip pažymi bendraautorius dr. David Grant, stebėjimai dar labiau eliminuoja storą, vandenilio turinčią pirminę atmosferą planetai e.
Galima antrinė atmosfera ir šiltnamio implikacijos
Šis trūkumas palieka galimybę sunkesnei antrinei atmosferai, sudarytai iš molekulių, tokių kaip anglies dioksidas, vandens garai ar azotas. Modeliavimas, kuriam vadovavo dr. Ana Glidden, rodo, kad CO2 dominuojanti atmosfera, panaši į Venerą, yra mažai tikėtina, bet vidutiniai CO2 kiekiai gali sukelti šiltnamio efektą pakankamą tam, kad kai kuriais scenarijais būtų išlaikytas stabilus skystas vanduo. Ant sinchroniškai sukimosi planetos, tokios kaip TRAPPIST-1e — su nuolatine diena ir naktimi — saikingas šiltnamio sušildymas galėtų palaikyti globalų vandenyną arba lokalizuotas ištirpimo zonas, apsuptas ledo.
Dr. Hannah Wakeford, kuri padėjo sukurti JWST stebėjimų programą, pabrėžia, kad nauji infraraudonieji duomenys patikslina ankstesnius Hubble matavimus ir suteikia precedento neturintį detalumą apie planetos atmosferos galimybes, kartu pažymėdama, kad kai kurie scenarijai lieka neatskiriami, kol nebus surinkta daugiau duomenų.
Tolimesni žingsniai: daugiau tranzitų ir palyginamos planetų studijos
Planuojami tolimesni veiksmai apima papildomus JWST stebėjimus TRAPPIST-1e ir palyginamąją spektroskopiją su kaimyninėmis to paties sistemos planetomis, ypač karštesne vidine planeta TRAPPIST-1b. Spektrų palyginimas tarp kelių planetų padės atskirti žvaigždės aktyvumo signalus nuo tikrų atmosferos bruožų ir apriboti, kaip atmosferos evoliucionuoja veikiamos intensyvios raudonojo nykštuko spinduliuotės.
Pagrindinis tyrėjas dr. Néstor Espinoza komentuoja, kad Webbo infraraudonoji jautrumas atskleidžia detales, anksčiau neprieinamas Žemės dydžio egzoplanetoms, ir kad pradiniai keturi tranzitai yra tik didesnės kampanijos pradžia.
Ekspertų įžvalgos
Dr. Elena Martínez, astrofizikė, besispecializuojanti egzoplanetų atmosferose, priduria: "Pirminės, vandeniliu turtingos atmosferos pašalinimas yra svarbus susiaurėjimo žingsnis. Lieka įtikinamas antrinių atmosferų rinkinys, galintis leisti egzistuoti skystam vandeniui, tačiau bet kuriai iš jų patvirtinti reikia daugiau tranzitų ir kruopštaus žvaigždės taršos nagrinėjimo. JWST suteikia mums spektrinį pasiekiamumą tam padaryti artimiausiais metais."
Išvada
JWST stebėjimai praplėtė mūsų supratimą apie TRAPPIST-1e, atmesti pirminį vandenilio apvalkalą ir atskleidus galimus požymius, suderinamus su sunkesne antrine atmosfera. Nors duomenys dar nepatvirtina atmosferos ar paviršinių vandenynų, jie žymiai susiaurina įmanomas scenarijus ir padeda nustatyti prioritetus tolesniems stebėjimams. Tolesnė tranzitinė spektroskopija su JWST ir palyginamos kitų TRAPPIST-1 planetų studijos bus lemiamos norint nustatyti, ar šis netolimas Žemės dydžio pasaulis gali išlaikyti sąlygas, tinkamas skystam vandeniui ir, galiausiai, gyvybingumui.
Šaltinis: scitechdaily
Komentarai