Новые климатические модели для семи миров звезды TRAPPIST-1

Исследование астрономов под руководством Вашингтонского университета представило обновлённые климатические модели для семи планет, вращающихся вокруг звезды TRAPPIST-1 — холодного красного карлика (M-карлика). Эта работа поможет эффективнее изучать планеты у звёзд, отличных от Солнца, и оптимальнее использовать ресурсы космического телескопа «Джеймс Уэбб».

Моделирование незнакомых атмосфер

Команда смоделировала возможные состояния атмосфер, не опираясь на аналогии с Солнечной системой. Из-за чрезвычайно горячей и яркой ранней фазы звезды все семь планет, вероятно, эволюционировали подобно Венере: их первичные океаны испарились, оставив плотные, непригодные для жизни атмосферы. Однако одна планета, TRAPPIST-1 e, может оказаться похожим на Землю водным миром.

Характеристики системы

  • Звезда TRAPPIST-1 находится в 39 световых годах от нас. Её масса составляет около 9% массы Солнца, а радиус лишь немного больше радиуса Юпитера.
  • Все семь планет системы размером примерно с Землю. Три из них (e, f и g) находятся в обитаемой зоне — области, где на поверхности каменистой планеты может существовать жидкая вода.

Результаты моделирования

  • TRAPPIST-1 b: слишком горячая планета, ближайшая к звезде.
  • TRAPPIST-1 c и d: могут быть похожи на Венеру с плотной, непригодной для жизни атмосферой.
  • TRAPPIST-1 e: наиболее вероятный кандидат для наличия жидкой воды на умеренной поверхности. Может быть полностью покрыт глобальным океаном.
  • Внешние планеты f, g и h: могут быть похожи на Венеру или быть замороженными, в зависимости от количества изначальной воды.

Ключевой процесс: необратимая потеря воды

При испарении воды ультрафиолетовое излучение звезды расщепляет её молекулы. Лёгкий водород улетучивается в космос, а в атмосфере может накопиться толстый слой кислорода — небиогенного происхождения. Это навсегда лишает планету воды.

Значение для будущих наблюдений

Созданные модели создают спектральные подписи для различных атмосферных газов. Это поможет астрономам интерпретировать данные с телескопа «Джеймс Уэбб», определять состав атмосфер и понимать эволюцию планет. Маленький размер звезды TRAPPIST-1 сделает признаки газов (например, CO2) в атмосферах её планет более выраженными в данных телескопа.