Как звездная активность влияет на экзопланеты в системе TRAPPIST-1

Астрономы под руководством сотрудников Монреальского университета достигли значительного прогресса в понимании интригующей экзопланетной системы TRAPPIST-1, которая была впервые открыта в 2016 году на фоне предположений о том, что она может стать местом обитания человека.

Новое исследование не только проливает свет на природу TRAPPIST-1 b, экзопланеты, вращающейся по ближайшей к звезде системы орбите, но и показывает важность родительских звезд при изучении экзопланет.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Astrophysical Journal Letters, Великобритании и США, проливают свет на сложное взаимодействие между звездной активностью и характеристиками экзопланет.

Привлекли внимание

TRAPPIST-1, звезда, которая намного меньше и холоднее нашего Солнца и находится на расстоянии около 40 световых лет от Земли, привлекла внимание ученых и любителей космонавтики после того, как семь лет назад были открыты семь экзопланет земного размера. Эти миры, плотно упакованные вокруг своей звезды, причем три из них находятся в ее обитаемой зоне, подают надежды на обнаружение потенциально пригодной для жизни среды за пределами нашей Солнечной системы.

Под руководством докторанта iREx Оливии Лим исследователи использовали мощный космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) для наблюдения TRAPPIST-1 b. Наблюдения проводились в рамках крупнейшей программы General Observers (GO) под руководством канадцев в течение первого года работы JWST. (В рамках этой программы также проводились наблюдения трех других планет системы TRAPPIST-1 c, g и h). Наблюдения TRAPPIST-1 b проводились во время двух транзитов — моментов прохождения планеты перед своей звездой — с помощью прибора NIRISS канадского производства на борту JWST.

Это самые первые спектроскопические наблюдения любой планеты TRAPPIST-1, полученные JWST, и мы ждали их уже много лет, — сказала Лим, главный исследователь программы GO.

Она и ее коллеги использовали метод просвечивающей спектроскопии, чтобы глубже заглянуть в далекий мир. Анализируя свет центральной звезды после прохождения через атмосферу экзопланеты во время транзита, астрономы могут увидеть уникальный отпечаток, оставленный молекулами и атомами, находящимися в этой атмосфере.

Небольшое подмножество

Это лишь небольшая часть многих других наблюдений этой уникальной планетной системы, которые еще предстоит проанализировать, — говорит Рене Дойон, главный исследователь прибора NIRISS и соавтор исследования.

Первые наблюдения подчеркивают возможности NIRISS и JWST в целом по исследованию тонких атмосфер вокруг каменистых планет.

Ключевым выводом астрономов стало то, насколько важны звездная активность и загрязнение при попытке определить природу экзопланеты. Под звездным загрязнением понимается влияние собственных особенностей звезды, таких как темные пятна и яркие факулы, на измерения атмосферы экзопланеты.

Команда нашла убедительные доказательства того, что звездное загрязнение играет решающую роль в формировании спектров пропускания TRAPPIST-1 b и, вероятно, других планет этой системы. Активность центральной звезды может создавать «призрачные сигналы», которые могут обмануть наблюдателя, заставив его думать, что он обнаружил ту или иную молекулу в атмосфере экзопланеты.

Этот результат подчеркивает важность учета звездного загрязнения при планировании будущих наблюдений всех экзопланетных систем, считают исследователи. Это особенно актуально для таких систем, как TRAPPIST-1, поскольку система сосредоточена вокруг красной карликовой звезды, которая может быть особенно активной, что сопровождается звездообразованием и частыми вспышками.

В дополнение к загрязнению от звездных пятен и факулов мы наблюдали вспышку на звезде — непредсказуемое событие, во время которого звезда выглядит ярче на несколько минут или часов, — говорит Лим.

Эта вспышка повлияла на наши измерения количества света, блокируемого планетой. Такие признаки звездной активности трудно моделировать, но нам необходимо их учитывать, чтобы правильно интерпретировать данные.

На основе собранных наблюдений JWST Лим и ее коллеги изучили ряд моделей атмосферы для TRAPPIST-1 b, рассмотрев различные возможные составы и сценарии.

Они пришли к выводу, что могут с уверенностью исключить существование безоблачной, богатой водородом атмосферы — другими словами, вокруг TRAPPIST-1 b нет четкой протяженной атмосферы. Однако полученные данные не позволяют с уверенностью исключить наличие более тонких атмосфер, например, состоящих из чистой воды, углекислого газа или метана, а также атмосферы, подобной атмосфере Титана — луны Сатурна и единственной луны в Солнечной системе, имеющей собственную атмосферу.

Эти результаты в целом согласуются с предыдущими (фотометрическими, а не спектроскопическими) наблюдениями JWST за TRAPPIST-1 b с помощью прибора MIRI. Новое исследование также доказывает, что канадский прибор NIRISS является высокоэффективным и чувствительным инструментом, способным проводить исследования атмосфер экзопланет земного размера на впечатляющем уровне.

26.09.2023


Подписаться в Telegram



Космос

Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе
Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе

Астрономы запечатлели массивное столкновение г...

ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд

Первые научные снимки, сделанные спутником Euc...

Nature Astronomy: Открыта планета с плотностью сахарной ваты
Nature Astronomy: Открыта планета с плотностью сахарной ваты

Международная команда под руководством ис...

Nature: Исследование объяснит, почему на Венере нет воды
Nature: Исследование объяснит, почему на Венере нет воды

Ученые-планетологи из Университета Колора...

EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи
EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи

Магнитное поле Земли защищает нашу планету от&...

«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе

Тайны Вселенной не перестают привлекать л...

Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Освоение космоса: остановить нельзя развивать

За последнее десятилетие человечество стало св...

ALMA обнаружил тень квазара, который застал Вселенную моложе миллиарда лет
ALMA обнаружил тень квазара, который застал Вселенную моложе миллиарда лет

Теоретические предсказания подтвердились благо...

Планета размером с Землю обнаружена на «заднем дворе» нашего Солнца
Планета размером с Землю обнаружена на «заднем дворе» нашего Солнца

Группа астрономов обнаружила планету, которая ...

MNRAS: Раскрыты секреты "горячего Сатурна" и его пятнистой звезды
MNRAS: Раскрыты секреты "горячего Сатурна" и его пятнистой звезды

Группа астрономов под руководством ученых...

Science Advances: Открыт загадочный компонент кислотных облаков Венеры
Science Advances: Открыт загадочный компонент кислотных облаков Венеры

Из чего состоят облака Венеры? Ученые знают, ч...

MNRAS: Нептун и Уран действительно похожи
MNRAS: Нептун и Уран действительно похожи

Нептун известен как насыщенный голубой, а...

Nature Geoscience: Ученые возвестили начало лунного антропоцена
Nature Geoscience: Ученые возвестили начало лунного антропоцена

Впервые люди потревожили лунную пыль 13 сентяб...

PNAS: Есть ли признаки жизни на холодной луне Сатурна?
PNAS: Есть ли признаки жизни на холодной луне Сатурна?

По мере развития астрофизических технологий и&...

Nature: Водород в лунных образцах дает новую надежду на освоение космоса
Nature: Водород в лунных образцах дает новую надежду на освоение космоса

Исследователи Военно-морской исследовательской...

NASA: Уэбб обнаружил новые объекты в центре Млечного Пути
NASA: Уэбб обнаружил новые объекты в центре Млечного Пути

На последнем снимке космического телескопа НАС...

Nature Synthesis: Иммиграция на Марс становится реальнее
Nature Synthesis: Иммиграция на Марс становится реальнее

Иммиграция на Марс и жизнь на н...

На космической рождественской елке нашли 14 транзитных объектов
На космической рождественской елке нашли 14 транзитных объектов

Международная группа ученых под руководст...

The Astrophysical Journal: Богатые газом галактики зажгли раннюю Вселенную
The Astrophysical Journal: Богатые газом галактики зажгли раннюю Вселенную

Новые изображения, полученные с помощью к...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

JCI: Тяжелая форма COVID-19, возможно, связана с аутоантителами
JCI: Тяжелая форма COVID-19, возможно, связана с аутоантителами
Разгадана тайна снижения производительности перспективного катодного материала
Разгадана тайна снижения производительности перспективного катодного материала
Каждый четвертый родитель говорит, что ребенок не может уснуть из-за тревоги
Каждый четвертый родитель говорит, что ребенок не может уснуть из-за тревоги
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Богатый белком рацион меняет микробиом кишечника и общее состояние организма
Богатый белком рацион меняет микробиом кишечника и общее состояние организма
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Высокоточные измерения ставят под сомнение наше понимание Цефеид
Высокоточные измерения ставят под сомнение наше понимание Цефеид
Останется ли магний снотворным для кузнечиков в результате потепления?
Останется ли магний снотворным для кузнечиков в результате потепления?
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи

Новости компаний, релизы

Новая "Кантиана" поможет студентам быстрее адаптироваться к калининградскому климату
Российские ученые предложили тушить пожары с помощью газогидратного огнетушителя
Минералоги СПбГУ нашли на острове Диско возможный источник фосфора для возникновения первых живых организмов
Московский Политех внедряет ИИ для повышения эффективности приемной кампании и трансформации обучения
Астрономы СПбГУ узнали возраст одного из самых мощных метеорных потоков