Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) окончательно развеял надежды обнаружить атмосферу, способную поддерживать жизнь, у очередной «землеподобной» экзопланеты. Новый анализ данных показал, что экзопланета GJ 3929b, расположенная у красного карлика на расстоянии менее 50 световых лет от Солнца, практически лишена атмосферы — и, скорее всего, полностью безжизненна.
GJ 3929b была открыта в 2022 году на основе наблюдений телескопа TESS и сразу привлекла внимание как потенциально интересный объект для изучения. Она обращается вокруг красного карлика — класса звёзд, составляющих примерно 75% всех светил Млечного Пути и считающихся наиболее перспективными для обнаружения обитаемых планет ввиду их долгой жизни и компактных обитаемых зон. Транзиты GJ 3929b позволили оценить её параметры: это каменистая планета, сравнимая по массе и размерам с Землёй, но вращающаяся очень близко к своей звезде.
Команда исследователей под руководством Цяо Сюэ из Чикагского университета использовала возможности программы, в рамках которой проводят комплексные наблюдения каменистых экзопланет у красных карликов с помощью JWST и «Хаббла». Анализ позволил уточнить массу, радиус и температуру поверхности GJ 3929b. Оказалось, что температура указывает на отсутствие теплоизолирующей атмосферной оболочки: как и у «голой скалы», не защищённой слоями газа.
Логика исследования заключалась в поиске даже самых разреженных атмосфер, богатых углекислым газом. Однако JWST не нашёл никаких признаков атмосферы толщиной более 100 миллибар, а вероятность присутствия даже таких редких газовых облаков составляет менее 0,3%. Таким образом, наличие у GJ 3929b любой значимой второй атмосферы, которая могла бы появиться после потери первичной (в результате излучения звезды или испарения), исключено моделями с вероятностью выше 99,7%.
Результаты напрямую отражаются на гипотезе о так называемой «космической береговой линии» — теории, связывающей возможность удержания атмосферы на планете с её историческим воздействием рентгеновского и ультрафиолетового излучения от материнской звезды. Подсчёты показывают, что GJ 3929b по всем моделям находится по «безвоздушную» сторону этой линии: за время существования планета оказалась подвержена столь сильному излучению, что оно полностью «сдуло» как исходную атмосферу, так и любую вторичную, которая могла бы появиться из-за вулканической активности и дегазации. Это подтверждается сопоставлением GJ 3929b с другими известными экзопланетами без атмосфер — TRAPPIST-1b, TRAPPIST-1c, GJ 1132b и GJ 486b.
Хотя сам факт обнаружения ещё одной «безвоздушной» планеты может показаться разочаровывающим, учёные отмечают огромную важность подобных данных для формирования современной картины эволюции экзопланет. Следующим этапом программы наблюдений станут исследования эрозии атмосферы, состава поверхности и механизмов защиты от излучения сразу на нескольких каменистых экзопланетах. Понимание этих процессов важно для оценок реальных шансов поиска жизни и для будущих поколений миссий, ориентированных на атмосферные признаки обитаемости у планет красных карликов.