Астрономы получили первые намёки на то, что на одной из ближайших экзопланет может существовать атмосфера. Речь идёт о TRAPPIST-1e — каменистой планете в системе красного карлика всего в 40 световых годах от нас. Исследование, опубликованное в The Astrophysical Journal Letters, основано на наблюдениях телескопа "Джеймс Уэбб" и может стать историческим шагом в поисках "второй Земли".
До сих пор у планет, открытых в системе TRAPPIST-1, не удавалось выявить убедительные признаки атмосферы. Но четыре транзитных наблюдения в 2023 году показали: у TRAPPIST-1e нет лёгкой водородной оболочки, характерной для газовых гигантов. Это уже важный вывод, ведь такие атмосферы непригодны для жизни. Остаётся возможность, что у планеты есть вторичная атмосфера из более тяжёлых газов: азота, метана или углекислого газа.
"Если мы предположим, что на планете есть воздух, сможем ли мы определить различные сценарии развития атмосферы?" — сказала научный сотрудник MIT Ана Глидден.
Главная сложность поиска атмосферы связана не столько с самой планетой, сколько с её звездой. TRAPPIST-1 — активный красный карлик, поверхность которого усеяна пятнами и вспышками. Эти процессы искажают данные и могут маскироваться под атмосферные сигналы. Чтобы справиться с этим, команда использовала гауссовские процессы — статистический метод, позволяющий отделить шум звезды от потенциального сигнала планеты.
После года анализа у учёных осталось два правдоподобных сценария:
TRAPPIST-1e имеет атмосферу из тяжёлых газов.
Это голая каменистая планета без какой-либо оболочки.
Пока данных недостаточно, чтобы выбрать окончательный вариант.
TRAPPIST-1e немного меньше Земли, но получает почти столько же энергии от своей звезды. Планета, скорее всего, приливно захвачена: одна сторона всегда освещена, а другая погружена во тьму. Если атмосфера существует, она может перераспределять тепло, сглаживая экстремальные перепады температур. Это критический фактор для появления жидкой воды — главного признака обитаемости.
"Самая захватывающая возможность заключается в том, что у TRAPPIST-1e может быть так называемая вторичная атмосфера, содержащая тяжёлые газы, такие как азот", — отметил астроном Райан Макдональд из Сент-Эндрюсского университета.
| Планета | Атмосфера | Вероятность обитаемости |
| TRAPPIST-1b | Атмосферы нет | Практически нулевая |
| TRAPPIST-1e | Вопрос открыт | Возможна, если есть плотная оболочка |
| Земля | Азот + кислород | Поддерживает жизнь |
Команда планирует провести ещё 15 транзитных наблюдений до конца 2025 года. Это увеличит точность данных и позволит подтвердить или опровергнуть наличие атмосферы. При этом TRAPPIST-1b будет использоваться как "контрольная" планета: у неё атмосферы нет, поэтому все различия можно будет отнести именно к TRAPPIST-1e.
"Любое избыточное поглощение газов, наблюдаемое только во время прохождения TRAPPIST-1e, будет вызвано исключительно атмосферой планеты", — пояснил Макдональд.
Наблюдают транзиты планет через телескоп JWST.
Измеряют спектр звёздного света с его малейшими изменениями.
Сравнивают данные с моделями разных атмосфер.
Исключают шум от звезды статистическими методами.
Повторяют измерения десятки раз для повышения надёжности.
Ошибка: делать выводы по малому количеству транзитов.
Последствие: ложные интерпретации данных.
Альтернатива: долгосрочные наблюдения и контрольные сравнения.
Ошибка: недооценивать влияние красного карлика.
Последствие: спутать активность звезды с признаками атмосферы.
Альтернатива: применять методы фильтрации и гауссовские процессы.
Если у TRAPPIST-1e действительно есть атмосфера, это станет первым подтверждением наличия плотной оболочки у каменистой планеты в обитаемой зоне. Такой результат изменит наше понимание частоты обитаемых миров во Вселенной. Но если атмосферы нет, это тоже важно: тогда условия вблизи красных карликов оказываются менее благоприятными для жизни.
| Плюсы | Минусы |
| Возможность первой "второй Земли" | Сигнал слабый, данных пока мало |
| Новая методика наблюдений | Вспышки звезды мешают анализу |
| Проверка теорий об атмосферах | Высокая стоимость и долгосрочность миссий |
Почему именно TRAPPIST-1e?
Она находится в обитаемой зоне и близка к размерам Земли.
Как телескоп фиксирует атмосферу?
Через транзитную спектроскопию — анализ света, проходящего через атмосферу.
Когда будут окончательные результаты?
После завершения серии наблюдений к концу 2025 года.
Миф: TRAPPIST-1e уже доказано имеет атмосферу.
Правда: пока это лишь вероятность, нужны дополнительные транзиты.
Миф: наличие атмосферы автоматически значит жизнь.
Правда: атмосфера может быть и из углекислого газа, без признаков биологии.
Миф: JWST видит поверхность планет.
Правда: он фиксирует только спектры и изменения света.
Система TRAPPIST-1 включает семь планет, четыре из них — в обитаемой зоне.
TRAPPIST-1e немного меньше Земли, но получает схожее количество энергии.
Планета, вероятно, обращена к звезде одной стороной.
Поиски экзопланет стартовали в 1990-х годах. Сначала открывали лишь газовые гиганты. Затем телескоп "Кеплер" доказал: каменистые миры встречаются часто. Но вопрос об их атмосферах оставался открытым. TRAPPIST-1e может стать первой планетой за пределами Солнечной системы, где учёные найдут убедительные доказательства наличия плотной оболочки.