Iš septynių Žemės dydžio pasaulių, besisukančių aplink raudonąją nykštukinę žvaigždę TRAPPIST-1, mokslininkų dėmesį patraukė viena planeta. Ši planeta skrieja aplink žvaigždę „Auksaplaukės“ zonoje – atstumu, kai teoriškai įmanomas vanduo jos paviršiuje, tačiau tik tuo atveju, jei planeta turi atmosferą. O kur vanduo, ten gali būti gyvybės.

TRAPPIST-1e, Žemės dydžio, gyvenamosios zonos egzoplaneta

Du neseniai paskelbti moksliniai darbai išsamiai aprašomi pradiniai TRAPPIST-1 sistemos stebėjimai, kuriuos tyrimų grupė gavo naudodama NASA James Webb kosminį teleskopą, paskelbtą Astrophysical Journal Letters. Šiuose leidiniuose autoriai, įskaitant Sukritą Ranjaną iš Arizonos universiteto Mėnulio ir planetų laboratorijos, pateikia kruopščią ligšiolinių rezultatų analizę ir siūlo keletą galimų scenarijų, kokia gali būti planetos atmosfera ir paviršius.

Nors šios ataskaitos yra intriguojančios ir rodo pažangą apibūdinant artimiausią potencialiai į žemę panašią egzoplanetą, trečiajame darbe Ranjanas ragina būti atsargiems, teigdamas, kad reikia atlikti kruopštesnius tyrimus, siekiant nustatyti, ar TRAPPIST-1e apskritai turi atmosferą ir ar Jameso Webbo aptiktos preliminarios metano užuominos, ar žvaigždės šeimininkas iš tiesų yra atmosferos požymiai.

TRAPPIST sistema, pavadinta ją aptikusios apklausos vardu – „Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope Project“ – yra maždaug 39 šviesmečių atstumu nuo Žemės. Tai primena miniatiūrinę mūsų saulės sistemos versiją. Žvaigždė ir visos jos planetos patogiai tilptų į Merkurijaus orbitą. Bet kurios konkrečios TRAPPIST planetos „metai“ trunka tik kelias dienas pagal Žemės standartus.

„Pagrindinė TRAPPIST-1e tezė yra tokia: jei jame yra atmosfera, jis tinkamas gyventi“, – sakė Ranjan, LPL docentas. „Tačiau šiuo metu pirmos eilės klausimas turi būti toks: „Ar išvis egzistuoja atmosfera?

Norėdami atsakyti į šį klausimą, tyrėjai nukreipė kosminio teleskopo galingą artimųjų infraraudonųjų spindulių spektrografą arba NIRSpec – instrumentą į TRAPPIST sistemą, kai planeta TRAPPIST-1e slenka arba pralėkė priešais savo žvaigždę. Tranzito metu žvaigždžių šviesa prasiskverbia per planetos atmosferą (jei tokia yra) ir yra iš dalies absorbuojama, todėl astronomai gali nuspręsti, kokių cheminių medžiagų joje gali būti. Su kiekvienu papildomu tranzitu atmosferos turinys tampa aiškesnis, nes surenkama daugiau duomenų.

Keturi TRAPPIST-1e tranzitai, kuriuos tyrinėjo komanda, atskleidė metano užuominų. Tačiau kadangi TRAPPIST-1e žvaigždė yra vadinamoji M nykštukė, maždaug dešimtadalį mūsų saulės dydžio ir tik šiek tiek didesnė už Jupiterį, jos unikalios savybės reikalauja ypatingo atsargumo interpretuojant duomenis, sakė Ranjanas.

„Nors saulė yra ryški geltona nykštukė, TRAPPIST-1 yra itin šalta raudona nykštukė, tai reiškia, kad ji yra žymiai mažesnė, vėsesnė ir blankesnė už mūsų saulę“, – paaiškino jis. „Tiesą sakant, pakankamai kietas, kad atmosferoje galėtų patekti dujų molekulių. Pranešėme apie metano užuominas, bet kyla klausimas: „ar metanas priskiriamas molekulėms planetos atmosferoje ar žvaigždės šeimininkėje?””

Norėdami išspręsti šį klausimą, Ranjanas ir kolegos modeliavo scenarijus, kuriuose TRAPPIST-1e gali turėti metano turtingą atmosferą, ir įvertino kiekvieno iš jų tikimybę. Labiausiai tikėtinas scenarijus iš išbandytų planeta buvo panaši į Saturno palydovą, kuriame gausu metano, Titaną. Tačiau darbas parodė, kad net ir toks scenarijus buvo labai mažai tikėtinas.

„Remiantis mūsų naujausiais darbais, manome, kad anksčiau pranešta preliminari atmosferos užuomina greičiausiai yra „triukšmas“ iš šeimininkės žvaigždės“, – sakė Ranjanas. „Tačiau tai nereiškia, kad TRAPPIST-1e neturi atmosferos – mums tiesiog reikia daugiau duomenų.

Ranjanas atkreipė dėmesį, kad nors Jamesas Webbas daro revoliuciją egzoplanetų moksle, teleskopas iš pradžių nebuvo skirtas mažoms, į Žemę panašioms egzoplanetoms tirti.

„Jis buvo sukurtas daug anksčiau, nei žinojome, kad tokie pasauliai egzistuoja, ir mums pasisekė, kad jis apskritai gali juos ištirti“, – sakė jis. „Egzistuoja tik kelios Žemės dydžio planetos, kurių atmosferos sudėtis gali būti išmatuota.

Naujų atsakymų galėtų gauti NASA Pandora misija, kuri šiuo metu yra kuriama ir planuojama paleisti 2026 m. pradžioje. Pandora yra mažas palydovas, sukurtas apibūdinti egzoplanetų atmosferą ir jas priimančias žvaigždes, vadovaujama U of A Steward Observatory astronomijos ir planetos mokslų profesoriaus Danielio Apai. Pandora stebės žvaigždes, kurių planetos gali būti tinkamos gyventi, prieš joms pereinant prieš savo žvaigždes, jų metu ir po jų.

Be to, mokslininkai tikisi, kad vykstantis, didesnis stebėjimų ir naujų analizės metodų ciklas pagaliau gali vienaip ar kitaip pakreipti skalę. Šiuo metu bendradarbiaujant daugiausia dėmesio skiriama technologijai, žinomai kaip dvigubas tranzitas: stebint žvaigždę, kai tiek TRAPPIST-1e, tiek TRAPPIST-1b, vidinė ir beorė sistemos planeta, tuo pačiu metu praeina priešais savo žvaigždę.

„Šie stebėjimai leis mums atskirti, ką žvaigždė daro, nuo to, kas vyksta planetos atmosferoje – jei ji tokią turi“, – sakė Ranjanas.

Peržiūrėkite daugiau įdomių istorijų čia.