У лютому 2017 року астрономи з Європейської південної обсерваторії (ESO) оголосили про відкриття семи скелястих планет навколо сусідньої зірки TRAPPIST-1. Мало того, що на сьогоднішній день в одній зірковій системі виявлено найбільшу кількість планет, подібних до Землі, новину також підкріпив той факт, що три з цих планет виявилися на орбіті в межах зони проживання цієї зірки.
З цього часу було проведено багато досліджень, щоб встановити ймовірність того, що ці планети є дійсно заселеними. Завдяки міжнародній команді вчених, які використовували Космічний телескоп Хаббл Щоб вивчити планети системи, тепер ми маємо перші підказки про те, чи існує вода (ключовий інгредієнт життя, як ми це знаємо) в будь-якому з скелястих світів TRAPPIST-1.
Дослідження команди під назвою "Темпоральна еволюція високоенергетичного опромінення та вмісту води екзопланет TRAPPIST-1" нещодавно з'явилася на Хаббл сайт. Команда під керівництвом швейцарського астронома Вінсента Бур'є з Обсерваторії університету Женева спиралася на космічний телескоп Хаббла (STIS) для дослідження кількості ультрафіолетового випромінювання, яку отримує кожна з планет TRAPPIST-1.
Як пояснив Бур'є в прес-релізі Хаббла, це допомогло їм визначити вміст води в семи планетах системи:
«Ультрафіолетове випромінювання є важливим фактором атмосферної еволюції планет. Як і в нашій власній атмосфері, коли ультрафіолетове сонячне світло розбиває молекули, ультрафіолетове зоряне світло може розбити водяну пару в атмосфері екзопланет на водень і кисень. "
Те, як ультрафіолетове випромінювання взаємодіє з атмосферою планети, важливо, коли мова йде про оцінку потенційної придатності планети. Тоді як ультрафіолетове випромінювання з нижчою енергією викликає фотодисоціацію, процес, коли молекули води розпадаються на кисень та водень, екстремальні ультрафіолетові промені (випромінювання XUV) та рентгенівські промені викликають нагрівання верхньої атмосфери планети - через що водень та кисень Втеча.
Оскільки водень легший за кисень, він легше втрачається в просторі, де можна спостерігати його спектри. Саме це зробили Бур'єр та його команда. Контролюючи спектри планет TRAPPIST-1 на предмет ознак втрат водню, команда змогла ефективно оцінити їх вміст у воді. Вони виявили, що ультрафіолетове випромінювання, яке випромінює TRAPPIST-1, говорить про те, що його планети могли втратити досить багато води за свою історію.
Втрати були найбільш серйозними для самих внутрішніх планет - TRAPPIST-1b та 1c - які отримують найбільше УФ-випромінювання від своєї зірки. Насправді команда вважає, що ці планети могли втратити більше 20-ти океанів Землі в океані протягом історії системи, яка, за оцінками, становить від 5,4 до 9,8 мільярдів років. Іншими словами, ці внутрішні планети були б сухими до кісток і, безумовно, стерильними.
Однак ці самі дані також дозволяють припустити, що зовнішні планети системи з часом втратили значно менше води, що може означати, що вони все ще володіють великою кількістю на своїх поверхнях. Сюди входять три планети, що знаходяться в зоні заселення зірки - TRAPPIST-1e, f і g - що вказує на те, що ці планети могли бути заселеними.
Ці висновки підкріплені розрахунковими втратами води та геофізичними показниками викиду води, що також сприяє думці, що більш масивні та віддалені планети зберегли більшу частину своєї води протягом часу. Ці висновки є дуже вагомими, оскільки вони додатково демонструють, що атмосферні втечі та еволюція тісно пов'язані на планетах системи TRAPPIST-1.
Отримані результати також є обнадійливими, оскільки попередні дослідження, які вважали втрати атмосфери в цій системі, малювали досить похмуру картину. До них відносяться ті, що вказували на те, що TRAPPIST-1 зазнає занадто багато спалаху, що навіть спокійні червоні гноми піддають їх планетам інтенсивне випромінювання і що відстань між TRAPPIST-1 та відповідними планетами означатиме, що сонячний вітер буде осідати безпосередньо на їх атмосфери.
Іншими словами, ці дослідження ставлять під сумнів те, чи зможуть зірки, які орбітають зірки типу М (червоні карликові), з часом зберегти свою атмосферу - навіть якби в них була атмосфера Землі та магнітосфера. Як і Марс, це дослідження показало, що атмосферне зачищення, спричинене сонячним вітром, неминуче зробить їх поверхні холодними, висушеними та безжиттєвими.
Якщо коротко, це одна з небагатьох хороших новин, які ми отримали з моменту існування семи планет у системі TRAPPIST-1 (і трьох потенційно мешканців). Це також є позитивним показником щодо придатності систем червоних карликових зірок. В останні роки багато таких вражаючих знахідок екзопланет відбулися навколо червоних карликових зірок - наприклад, Proxima b, LHS 1140b, Gliese 581g, Gliese 625b та Gliese 682c.
Враховуючи кількість скелястих планет, які були виявлені на орбіті цього типу зірки - і той факт, що вони є найбільш поширеними у Всесвіті (що складає 70% зірок лише в Чумацькому Шляху) - знаючи, що вони можуть підтримувати мешкаючі планети звичайно вітаємо! Але, звичайно, Бур'є та його колеги підкреслюють, що дослідження не є переконливим, і потрібні подальші дослідження, щоб визначити, чи є якась із планет TRAPPIST-1 насправді водяниста.
Як зазначив Бур'є, це, швидше за все, стосуватиметься телескопів наступного покоління:
"Хоча наші результати говорять про те, що зовнішні планети є найкращими кандидатами для пошуку води за допомогою майбутнього космічного телескопа Джеймса Вебба, вони також підкреслюють необхідність теоретичних досліджень та додаткових спостережень на всіх довжинах хвиль для визначення природи планет TRAPPIST-1 і їх потенційне житло ».
Скелясті планети навколо найпоширенішого типу зірки, потенціал для утримання води та 1 мільярд мільйонів потенційних планет лише в Галактиці Чумацького Шляху. Одне впевнене: космічний телескоп "Джеймс Вебб" буде розгорнутий руки після його розгортання в жовтні 2018 року!
І не забудьте перевірити цю анімацію системи TRAPPIST-1 також люб’язно з Л. Кальчади та ESO:
