Астрономы впервые в истории смогли поймать инфракрасное излучение от экзопланеты благодаря космическому телескопу James Webb. Так они показали, что у каменистой планеты TRAPPIST-1b нет атмосферы. Исследование открывает новые возможности для изучения скалистых экзопланет. Работа опубликована в журнале Nature.
В 2017 году астрономы нашли семь скалистых экзопланет, которые вращались вокруг ультрахолодного красного карлика (М-карлика) в 40 световых годах от Земли. По размеру и массе они похожи на скалистые планеты нашей Солнечной системы — Меркурий, Венеру, Землю и Марс. Однако все они расположены значительно ближе к своей звезде и могли бы поместиться внутри орбиты Меркурия. Впрочем, звезда-владелец этих экзопланет гораздо тусклее Солнца. Поэтому, хоть экзопланеты и значительно ближе к светилу, они получают сопоставимое с планетами Солнечной системы количество энергии.
TRAPPIST-1b — самая близкая к звезде планета из этой группы. Она в 100 раз ближе к своему светилу, чем Земля — к Солнцу. При этом экзопланета получает только в четыре раза больше энергии, чем Земля. Хотя TRAPPIST-1b и не находится в обитаемой зоне системы, наблюдения за ней могут дать ученым полезную информацию о других экзопланетах и системах с М-карликами (которых в Млечном Пути очень много).
Ранее астрономы уже наблюдали за TRAPPIST-1b с помощью космических телескопов Hubble и Spitzer. Тогда ученые не смогли найти никаких следов легкой и разреженной атмосферы. Однако оставался возможным вариант, что у экзопланеты есть плотная атмосфера.
TRAPPIST-1b всегда повернута к звезде одной стороной. Поэтому на одной половине планеты вечный день, а на другой — вечная ночь. Если бы у экзопланеты была атмосфера, то она частично охлаждала бы дневную сторону. Следовательно, по температуре дневной стороны можно понять, есть ли у TRAPPIST-1b хоть какая-нибудь атмосфера.
Астрономы использовали прибор среднего диапазона инфракрасного излучения (MIRI) космического телескопа James Webb. С помощью этого устройства и метода, называемого фотометрией вторичного затмения, ученые фиксировали изменения яркости по мере того, как планета двигалась за звездой. TRAPPIST-1b недостаточно горячая, чтобы создавать видимый свет, но она генерирует инфракрасное излучение, которое фиксирует телескоп. Ученые вычитали яркость звезды отдельно из совместной яркости звезды и планеты. Так астрономы определили, сколько инфракрасного излучения испускает экзопланета.
Затем ученые сравнили полученные результаты с компьютерными моделями, которые показывали, какие должны были быть значения при разных сценариях. Оказалось, что полученные данные сходятся с моделью, которая предполагала отсутствие атмосферы.
Ученые подчеркивают, что никогда раньше астрономам не удавалось зафиксировать свет (любого диапазона) от скалистой экзопланеты. Поэтому результаты работы открывают огромные возможности в изучении подобных космических объектов.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
