До 2017 року у розташованого за 40 світлових років від нас червоного карлика TRAPPIST-1 було відкрито сім екзопланет, три з яких розташовані в населеній зоні зірки. Усі вони схожі за розміром і масою з кам’янистими планетами Сонячної системи, але розташовані на ближчих орбітах до свого світила.
До уваги телескопа ім. Джеймса Вебба потрапила найперша від зірки екзопланета – TRAPPIST-1b. Вона отримує вчетверо більше енергії, ніж Земля від Сонця, і не перебуває в населеній зоні. Вчені виміряли її температуру за допомогою інфрачервоного приладу MIRI – вона склала близько 232°C. Це означає, що екзопланета, найімовірніше, не має атмосфери. Попередні спостереження TRAPPIST-1b за допомогою телескопів “Спітцер” і “Габбл” не знайшли доказів наявності роздутої атмосфери, однак і не відкидали можливості існування щільної.
У Чумацькому Шляху кількість подібних TRAPPIST-1 зірок удесятеро перевищує кількість сонцеподібних – і ймовірність наявності кам’янистих планет у них удвічі вища. Однак у молодому віці ці зірки і дуже яскраві та активні – їхнє рентгенівське випромінювання може знищити атмосферу.
Томас Грін, провідний автор дослідження
Один зі способів визначити потенційну наявність і тип атмосфери – виміряти температуру об’єкта. TRAPPIST-1b припливно захоплена: один її бік завжди звернений до материнської зірки, а другий постійно перебуває в темряві. Якщо ж у неї є атмосфера, яка сприяє циркуляції та перерозподілу тепла, денний бік буде більш прохолодним.
Хоча TRAPPIST-1b недостатньо гаряча для випромінювання власного світла, її тепла вистачає для світіння в інфрачервоному діапазоні. За допомогою фотометрії вторинного затемнення – тобто у випадку, коли екзопланета перекривається зіркою – науковці виміряли яскравість системи. Розрахувавши її різницю до і після затемнення, дослідники отримали кількість інфрачервоного світіння безпосередньо від TRAPPIST-1b – таке пряме отримання будь-якої форми світла від екзопланети відбулося вперше в усій історії спостережень. Аналіз даних та їхнє порівняння з комп’ютерним моделюванням показало майже повну відповідність чорному тілу та відсутність атмосфери.
Зараз проводяться додаткові спостереження вторинного затемнення – дослідники сподіваються отримати повну криву зміни яскравості по всій орбіті. Це допоможе побачити, як температура змінюється від денного боку до нічного, а також остаточно підтвердити або спростувати можливу наявність атмосфери у планети.