4 Minuten
Nauji JWST duomenys siaurina TRAPPIST-1e atmosferos paiešką
Žemės dydžio egzoplaneta TRAPPIST-1e, esanti maždaug už 40 šviesmečių, pateikė pirmuosius detalesnius įkalčius apie galimą atmosferą, dėka NASA James Webb kosminio teleskopo (JWST) stebėjimų. Planeta sukasi raudonos nykštukės TRAPPIST-1 gyvybės zonoje, kur paviršiaus temperatūros teoriškai galėtų leisti egzistuoti skystam vandeniui — tačiau tik tuo atveju, jei išliktų atmosfera, gebanti suvienodinti temperatūrą.
Žemės dydžio egzoplaneta TRAPPIST-1e, vaizduojama apatiniame dešiniajame kampe, užsimojuoja priekyje savo žvaigždės fliaringo fono šiame menininko TRAPPIST-1 sistemos koncepcijos paveiksle. Kreditas: NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI)
Kaip atlikti stebėjimai ir kodėl jie svarbūs
Tyrėjai naudojo JWST artimosios infraraudonosios spektrografijos instrumentą (NIRSpec), stebėdami keturis TRAPPIST-1e tranzitus ir rinkdami aukštos tikslumo spektrus, kai planeta praėjo prieš savo žvaigždę. Tranzitinė spektroskopija leidžia žvaigždžių šviesai praleisti per galimą atmosferos sluoksnį ir sukurti bangos ilgiui jautrias absorbcines savybes; pakartotiniai tranzitai pagerina signalą ir padeda atskirti molekulines žymes, tokias kaip vandens garai, anglies dioksidas ar vandenilis.
Rezultatai, paskelbti 2025 m. rugsėjo 8 d. žurnale Astrophysical Journal Letters — tarptautinės komandos, kurioje yra mokslininkai iš Bristolio universiteto, MIT ir Space Telescope Science Institute — parengti darbai paneigia keletą scenarijų ir palieka atvirus kitus. Duomenys ryškiai eliminuoja primodinę, vandenilio dominuojamą aplinką, tačiau kol kas neparodo galutinio tankios antrinės atmosferos aptikimo.
Pagrindinės išvados: jokios primodinės vandenilio atmosferos, užuominos apie antrinę atmosferą
Primodinė atmosfera atmesta
Analizės rodo, kad TRAPPIST-1e nebeišlaiko lengvos vandenilio-heliuminės apvalkalo, su kuria galėjo susiformuoti. Šeimininkės raudonos nykštukės aktyvumas — įskaitant dažnus žybsnius ir aukštos energijos radiaciją — tikėtina anksti nušluoja lengvuosius dujas planetos istorijoje. Kaip pažymi bendraautorius dr. David Grant, stebėjimai toliau eliminuoja storą, vandeniliu turtingą primodinę atmosferą planetai e.
Galima antrinė atmosfera ir šiltnamio efektas
Šio trūkumo faktas palieka vietos sunkesnei antrinei atmosferai, sudarytai iš molekulių, tokių kaip anglies dioksidas, vandens garai ar azotas. Modeliavimai, kuriuos vadovavo dr. Ana Glidden, rodo, kad CO2 dominuojanti atmosfera, panaši į Venerą, yra mažai tikėtina, tačiau saikingos CO2 koncentracijos gali sukelti pakankamą šiltnamio efektą, leidžiantį tam tikrose situacijose stabilų skystą vandenį. Pririštoje prie sukimosi trajektorijos planetoje, kaip TRAPPIST-1e — turinčioje pastovias dieninę ir naktinę puses — vidutinis šiltnamio sušildymas galėtų palaikyti globalų vandenyną arba lokalias tirpimo zonas, apsuptas ledo.
Dr. Hannah Wakeford, kuri prisidėjo prie JWST stebėjimų programos projektavimo, pabrėžia, kad nauji infraraudonieji duomenys tikslina ankstesnius Hubble matavimus ir suteikia precedento neturintį detalumą apie planetos atmosferos galimybes, tuo pačiu akcentuodama, kad kai kurie scenarijai išlieka neatskiriami iki kol nebus gauta daugiau duomenų.
Kitas žingsnis: daugiau tranzitų ir palyginamoji planetų analizė
Numatomos tolesnės priemonės apima papildomus JWST stebėjimus TRAPPIST-1e ir palyginamąją spektroskopiją gretimoms sistemos planetoms, ypač karštesnei vidaus planetai TRAPPIST-1b. Spektrų palyginimas kelioms planetoms padės atskirti žvaigždės aktyvumo signalus nuo tikrų atmosferos požymių ir apribos, kaip atmosferos kinta veikiamos intensyvios raudonųjų nykštukių spinduliuotės.
Pagrindinis tyrimo vadovas dr. Néstor Espinoza teigia, kad Webbo infraraudonoji jautrumas atskleidžia detales, kurios anksčiau nebuvo prieinamos Žemės dydžio egzoplanetoms, ir kad pirmieji keturi tranzitai yra tik didesnės kampanijos pradžia.
Ekspertų įžvalgos
Dr. Elena Martínez, astrofizikė, dirbanti su egzoplanetų atmosferomis, priduria: "Primidinės, vandeniliu turtingos atmosferos eliminavimas yra svarbus žingsnis link susiaurinimo. Lieka realių antrinių atmosferų variantų rinkinys, kurie galėtų leisti skystam vandeniui egzistuoti, tačiau bet kurio jų patvirtinimui reikia daugiau tranzitų ir kruopštaus žvaigždės kontaminacijos tvarkymo. JWST suteikia mums spektrinį diapazoną tai padaryti per artimiausius metus."
Išvada
JWST stebėjimai pagilino mūsų supratimą apie TRAPPIST-1e, paneigdami primodinę vandenilio apvalkalą ir atskleidžiant galimus požymius, suderinamus su sunkesne antrine atmosfera. Nors duomenys dar nepatvirtina atmosferos ar paviršinių vandenynų, jie žymiai susiaurina gyvybingus scenarijus ir iškelia prioritetus tolimesniems stebėjimams. Tolimesnė tranzitinė spektroskopija su JWST ir palyginamosios TRAPPIST-1 sisteminių planetų studijos bus kritiškai svarbios, norint nustatyti, ar ši netolima Žemės dydžio planeta gali išlaikyti sąlygas, tinkamas skystam vandeniui ir galimai gyvybei.
Quelle: scitechdaily
Kommentar hinterlassen