Красный карлик TRAPPIST-1 находится в 40 световых годах от нас в созвездии Водолея и окружен семью планетами размером с Землю. Три из них расположены в обитаемой зоне, где может существовать жидкая вода. Однако активность звезды создает серьезные проблемы: мощные вспышки разрушают атмосферы и затрудняют наблюдения.
Какая экзопланета в системе TRAPPIST-1 может быть пригодной для жизни
Ученые из Университета Колорадо в Боулдере показали, как мощные вспышки ультрахолодного красного карлика TRAPPIST-1 можно использовать для оценки обитаемости планет в его системе. Энергетические всплески звезды происходят около шести раз в сутки, что угрожает атмосферам планет, но одновременно дает новые возможности для поиска жизни за пределами Земли.
Реконструкция звезды TRAPPIST-1, которая мощно вспыхивает и, возможно, лишает атмосферы близкие к ней планеты, в то время как одна из семи планет может находиться в зоне обитаемости и сохранять разреженную атмосферу. NASA/JPL-Caltech
Ультрахолодные красные карлики и их планеты. Красные карлики составляют около 75% всех звезд Млечного Пути и могут жить очень долго — триллионы лет, что теоретически дает жизни больше времени для развития. Но их высокая активность создает проблему: мощные вспышки генерируют потоки заряженных частиц и жесткое излучение, которые постепенно «сдувают» атмосферы близких планет. TRAPPIST-1 относится к ультрахолодным карликам — самым маленьким и холодным звездам, способным поддерживать термоядерный синтез. Их обитаемые зоны расположены очень близко к звезде, поэтому планеты получают интенсивное облучение даже при относительно слабых вспышках.
Исследователи проанализировали данные космического телескопа Джеймс Уэбб о шести вспышках, зарегистрированных в 2022-2023 годах. Инфракрасные датчики телескопа фиксируют эти события как яркие всплески, позволяя измерить количество тепла, которое звезда выбрасывает во время каждой вспышки. Соединив наблюдения с компьютерным моделированием, команда восстановила физические процессы, управляющие каждой вспышкой, и оценила свойства электронных пучков, запускающих эти звездные извержения.
Реконструкция семи планет, обращающихся вокруг ультрахолодного карлика TRAPPIST-1.
«Если мы можем симулировать эти события с помощью компьютерной модели, мы можем реконструировать, как вспышка влияет на радиационную среду вокруг каждой из этих планет», — пояснил ведущий автор исследования Уорд Ховард. Это позволяет определить, какие миры способны сохранить атмосферы, пригодные для поддержания жизни.
Неожиданная слабость опасных вспышек
Электронные пучки, питающие вспышки TRAPPIST-1, оказались примерно в десять раз слабее аналогичных у похожих звезд. Но это не делает их безвредными: каждая вспышка излучает энергию во всем спектре — от видимого света до ультрафиолета и мощного рентгеновского излучения, способного разрушать или изменять планетные атмосферы.
Характеристики семи планет TRAPPIST-1 по сравнению с каменными планетами нашей солнечной системы.
Исследователи предположили, что внутренние планеты системы, вероятно, утратили свои атмосферы и превратились в голые скалы. Однако одна планета в обитаемой зоне — TRAPPIST-1e — возможно, все еще сохраняет тонкую атмосферу, похожую на земную, что может указывать на условия, благоприятные для жизни.
Расшифровывая поведение вспышек, ученые уточняют прогнозы о том, какие атмосферы способны пережить постоянные извержения звезды, превращая эти события из помех в ценные источники информации об обитаемости планет.