Телескоп Джеймса Уэбба не нашел у планеты TRAPPIST-1d никаких признаков атмосферы. И это печально. Напомню, что в 2017 году в системе TRAPPIST-1 астрономы обнаружили сразу семь планет земного типа - абсолютный рекорд. Причем в местную зону обитаемости попадает сразу три из них. Звезда, вокруг которой вращаются эти планеты, представляет собой очень холодный красный карлик, массой всего 9% от солнечной. Система находится в 40 световых годах от нас, что по галактическим меркам совсем рядом. TRAPPIST-1 несколько старше нашего Солнца. По некоторым оценкам, планетной системе около 7.6 миллиарда лет.
Напомню, что красные карлики - это самые распространенные звезды в галактике. Их может быть от 70% до 90% от общего числа звёзд в Млечном Пути. Но если планеты в таких системах не могут сохранить атмосферу, то шансы найти жизнь в наших окрестностях заметно снижаются. А если могут, то нас может окружать множество потенциально обитаемых миров.
Астрономы неоднократно пытались обнаружить признаки атмосферы у планет TRAPPIST-1. Как и многие другие красные карлики, эта звезда очень активна. На её поверхности регулярно происходят мощные вспышки, а околозвёздное пространство пронизывают потоки выброшенных звездой заряженных частиц. Может ли планета в таких условиях сохранить атмосферу в течение миллиардов лет - это большой вопрос. И исследования системы TRAPPIST-1 должны дать на него ответ.
Ранее учёные показали, что на планетах TRAPPIST-1b и 1c скорее всего нет плотной атмосферы. Наблюдения на «Джеймсе Уэббе» методами трансмиссионной спектроскопии и вторичных затмений не нашли у этой пары значимых признаков газовой оболочки. Тем не менее, это планеты с довольно жарким климатом. А как обстоят дела в более умеренной зоне?
TRAPPIST-1d особенно интересовала ученых. Это третья планета от звезды. Год там длится всего четыре земных дня, а расстояние до светила в 50 раз меньше, чем от Земли до Солнца. При этом планета получает примерно столько же тепла, сколько наша Земля (чуть-чуть больше), поскольку красный карлик светит очень тускло. То есть, вода может существовать на ней в жидком виде. А учитывая, что это каменистая планета, казалось, все сходится для появления жизни.
И вот космический телескоп JWST пронаблюдал два последовательных транзита TRAPPIST-1d с помощью спектрографа ближнего инфракрасного диапазона NIRSpec/PRISM. Каждое наблюдение длилось 3.2 часа, и включало также моменты до и после того, как планета появилась на фоне звезды.
Увы, но прибор «Джеймса Уэбба» не смог обнаружить у планеты TRAPPIST-1d признаки каких-либо молекул в атмосфере. По всей видимости, выбросы вещества звезды не позволяют такой близкой планете обзавестись сколько-нибудь плотной газовой оболочкой. Или же, если атмосфера у TRAPPIST-1d всё-таки есть, то она либо слишком тонкая (как у Марса), либо скрыта под плотным слоем облаков (например, водяных), скрывающих любые спектральные детали. Понять, какой из вариантов имеет место, помогут будущие наблюдения планеты в среднем инфракрасном диапазоне с помощью инструмента MIRI.
Но даже если планета TRAPPIST-1d полностью лишена атмосферы - не всё ещё потеряно. Авторы исследования отмечают, что даже полная потеря атмосферы на TRAPPIST-1d не исключила бы её наличия на внешних планетах этой системы: TRAPPIST-1e, f и g. Правда, обнаружить её признаки будет ещё сложнее. Исследование этой системы продолжается.