Space & Astronomy 10 септември 2025 г. · 0 коментара
Намерили ли сме Земя 2.0? Кредит за изображение: archange1michael
Космическият телескоп Джеймс Уеб е идентифицирал планета в обитаемата зона на звездата с възможна атмосфера.
Хана Уейкфорд, Райън Макдоналд: Новите изследвания, използващи мощния телескоп на JWST на НАСА, идентифицират планетата 41 светлинни години, които могат да имат атмосфера. Планетата е в „обитаемата зона“, регионът около звезда, където температурите правят възможно течната вода да съществува на повърхността на скалист свят. Това е важно, защото водата е ключова съставка, която поддържа съществуването на живота.
Ако бъде потвърдено от по -нататъшни наблюдения, това ще бъде първата скалиста, обитаема зона планета, за която също е известно, че е домакин на атмосфера. Констатациите идват от две нови проучвания, публикувани в списанието Astrophysical Journal Letters.
Обитаемата зона се определя отчасти от обхвата на температурите, генерирани от топлина от звездата. Зоната е разположена на разстояние от звездата си, където температурите не са нито прекалено горещи, нито твърде студени (което води до нея от време на време да е наречен „Зоната на Голдликс“).
Но екзопланетите (Worlds Orbiting Stars извън нашата Слънчева система), способни да организират течна вода, често също се нуждаят от атмосфера с достатъчен парников ефект. Оранжерийният ефект генерира допълнително отопление поради абсорбция и емисии от газове в атмосферата и ще помогне за предотвратяване на изпаряването на водата в космоса.
Заедно с международен екип от колеги, ние обучихме най-големия телескоп в космоса, JWST на НАСА, на планета, наречена Trappist-1 e. Искахме да определим дали този скалист свят, който се намира в обитаемата зона на звездата си, е домакин на атмосфера. Планетата е един от седемте скалисти свята, известни в орбитата на малка, готина звезда „Червено джудже“, наречена Trappist-1.
Скалистите екзопланети са навсякъде в нашата галактика. Откриването на изобилни скални планети през 2010 г. от космическите телескопи на Kepler и Tess има дълбоки последици за нашето място във Вселената.
Повечето от скалистите екзопланети, които сме открили досега, орбита на червено джудже звезди, които са много по -хладни от слънцето (обикновено 2500C/4500F, в сравнение с 5 600C/10 000F на слънцето). Това не е така, защото планетите около слънчевите звезди са рядкост, има само технически причини, поради които е по-лесно да се намерят и изучават планети, обикалящи около по-малките звезди.
Червените джуджета също предлагат много предимства, когато се стремим да измерим свойствата на техните планети. Тъй като звездите са по -хладни, техните обитаеми зони, при които температурите са благоприятни за течната вода, са разположени много по -близо в сравнение с нашата слънчева система, защото слънцето е много по -горещо. Като такава, година за скалиста планета с температурата на земята, която орбитира звездата от червено джудже, може да бъде само няколко дни до седмица в сравнение с 365 дни на Земята.
Транзитен метод
Един от начините за откриване на екзопланети е да се измери лекото затъмняване на светлината, когато планетата преминава или преминава пред своята звезда. Тъй като планетите, които обикалят около червените джуджета, отнемат по -малко време за завършване на орбита, астрономите могат да наблюдават повече транзити за по -кратко време, което улеснява събирането на данни.
По време на транзит астрономите могат да измерват абсорбцията от газове в атмосферата на планетата (ако има такава). Абсорбцията се отнася до процеса, при който някои газове абсорбират светлина при различни дължини на вълната, предотвратявайки преминаването му през. Това осигурява на учените начин да открият кои газове присъстват в атмосфера.
Най -важното е, че колкото по -малка е звездата, толкова по -голяма е частта от неговата светлина, е блокирана от атмосферата на планетата по време на транзит. Така че звездите на Червено джудже са едно от най -добрите места за нас, за да търсим атмосферата на скалисти екзопланети.
Разположена на сравнително близко разстояние от 41 светлинни години от Земята, системата Trappist-1 привлече значително внимание след откриването си през 2016 г. Три от планетите, Trappist-1D, Trappist-1E и Trappist-1F (третата, четвъртата и петата планети от звездата) лежат в обитаемата зона.
JWST провежда систематично търсене на атмосфера на планетите Trappist-1 от 2022 г. Резултатите за трите най-съкровени планети, Trappist-1B, Trappist-1c и Trappist-1D, сочат, че тези светове най-вероятно са голи скали с тънки атмосфери. Но планетите по -нататък, които са бомбардирани с по -малко радиация и енергични пламъци от звездата, все още биха могли да притежават атмосфери.
Наблюдавахме Trappist-1E, планетата в центъра на обитаемата зона на звездата, с JWST на четири отделни случая от юни-октомври 2023 г. Веднага забелязахме, че нашите данни са силно засегнати от това, което е известно като “звездно замърсяване” от горещи и студени активни региони (подобни на слънчеви петна) на Trappist-1. Това изискваше внимателен анализ, с който да се справим. В крайна сметка на нашия екип отне повече от година, за да пресее данните и да разграничи сигнала, идващ от звездата от този на планетата.
Виждаме две възможни обяснения за това, което се случва в Trappist-1E. Най-вълнуващата възможност е планетата да има така наречена вторична атмосфера, съдържаща тежки молекули като азот и метан. Но четирите наблюдения, които получихме, все още не са достатъчно точни, за да изключат алтернативното обяснение на планетата да е гола скала без атмосфера.
Ако Trappist-1E наистина има атмосфера, това ще бъде първият път, когато сме намерили атмосфера на скална планета в обитаемата зона на друга звезда.
Тъй като Trappist-1E лежи здраво в обитаемата зона, дебела атмосфера с достатъчен парников ефект може да позволи течна вода на повърхността на планетата. За да установим дали TRAPPIST-1E е обитаем или не, ще трябва да измерим концентрациите на парникови газове като въглероден диоксид и метан. Тези първоначални наблюдения са важна стъпка в тази посока, но ще са необходими повече наблюдения с JWST, за да сте сигурни дали Trappist-1E има атмосфера и, ако е така, за измерване на концентрациите на тези газове.
Докато говорим, се извършват допълнителни 15 транзита на Trappist-1E и трябва да бъдат пълни до края на 2025 г. Нашите последващи наблюдения използват различна стратегия за наблюдение, където ние се насочваме към последователни транзити на Trappist-1B (което е гола скала) и Trappist-1E. Това ще ни позволи да използваме голата скала, за да по -доброто „проследяване“ на горещите и студени активни региони на звездата. Всяко излишно усвояване на газове, наблюдавани само по време на транзитите на Trappist-1E, ще бъде уникално причинена от атмосферата на планетата.
Така че в рамките на следващите две години трябва да имаме много по-добра картина за това как Trappist-1E се сравнява с скалните планети в нашата слънчева система.
Хана Уейкфорд, доцент, Университет в Бристол и Райън Макдоналд, преподавател по екстрасоларни планети, Университет на Сейнт Андрюс
Тази статия е преиздадена от разговора под лиценз Creative Commons.
Прочетете оригиналната статия.
Източник: Разговорът | Коментари (0)