В планетарной системе TRAPPIST-1 может быть много воды

Открытие в прошлом году планетарной системы TRAPPIST-1 вызвало много восторга. Семь планет вращаются вокруг звезды класса красный карлик и находятся «всего» в 40 световых годах от Земли. К моменту открытия этой системы астрономы считали, что по крайней мере некоторые из ее планет можно отнести к землеподобным. Результаты же нового исследования TRAPPIST-1 говорят о том, что на некоторых планетах системы воды может быть даже больше, чем на Земле. В отдельных случаях до 250 раз больше.

В новом исследовании ученые решили выяснить плотность семи планет системы TRAPPIST-1. Но даже при наличии в своем распоряжении очень мощных телескопов для астрономов эта задача оказалась весьма непростой. В исследовании принимали участие космический телескоп «Спитцер», космический телескоп «Кеплер», а также телескопы программы SPECULOOS, расположенные в Паранальской обсерватории и принадлежащие ESO (Европейской Южной обсерватории).

c23aa4cb 5a7b22479eb072 - В планетарной системе TRAPPIST-1 может быть много воды

Художественное представление нескольких планет, расположенных рядом с ультрахолодным красным карликом TRAPPIST-1. Новые наблюдения за системой и сложный анализ полученных данных предоставили ученым информацию о плотности всех семи земплеподобных планет, указав также на то, что некоторые из них очень богаты летучими веществами, возможно, водой

Сбор данных сразу тремя мощными телескопами позволил ученым провести довольно сложное компьютерное моделирование, в рамках которого была определена плотность планет. В результате ученые выяснили, что все планеты в целом каменистые, а на 5 процентов массы некоторых из них может приходиться вода. В качестве сравнения, на Земле этот показатель составляет порядка 0,02 процента.

Как уже говорилось выше, определить плотность планет оказалось непросто. Сначала ученым потребовалось выяснить их массу и размеры. Напомним, что планеты системы TRAPPIST-1 были обнаружены транзитным методом поиска экзопланет. Когда планета проходит мимо своей звезды, она частично перекрывает некоторый объем поступающего в сторону наблюдателя света. Транзитный метод, помимо прочего, дает возможность примерно оценить размер планеты, совершающей транзит.

Гораздо сложнее было определить их массу, так как планеты с различной массой могут иметь одинаковые орбиты, поэтому определить что-то наверняка, как правило, не представляется возможным. Однако в случае с такой мультипланетарной системой, как TRAPPIST-1, способ нашелся.

С вращением вокруг звезды TRAPPIST-1 более массивные планеты по сравнению с более легкими гораздо сильнее оказывают гравитационное воздействие на орбиты других планет. Это воздействие также оказывает влияние и на время транзита. Эти эффекты «очень сложные и едва уловимые», говорит команда ученых, и для определения плотности каждой планеты потребовалось множество раз проводить наблюдение и измерение транзитного времени, а также очень сложное компьютерное моделирование.

Во-первых, следует сразу сказать, что в рамках этого исследования ученые не определили наличие воды на планетах. Они определили присутствие летучих веществ, одним из которых может быть вода. Но даже так это очень важные для науки результаты. Мы повышаем свою эффективность в поиске новых экзопланет, поэтому следующим шагом для нас будет определение свойств их возможных атмосфер.

95eec7b6 5a7b2247cb7fd0 - В планетарной системе TRAPPIST-1 может быть много воды

На изображении показано сравнение масс и энергий семи планет TRAPPIST-1 со свойствами четырех внутренних планет Солнечной системы

В рамках этого исследования астрономами было определено следующее:

Исследование системы TRAPPIST-1 будет продолжаться еще очень долгое время. Ожидается, что система станет одной из первых целей нового космического телескопа Джеймс Уэбб. Даже если окажется, что ни одна из планет системы не подходит для жизни, их исследование может много рассказать нам о том, где же искать воду, потенциально пригодные для обитания миры и жизнь в космосе.