К 2017 году у расположенного в 40 световых годах от нас красного карлика TRAPPIST-1 было открыто семь экзопланет, три из которых находятся в обитаемой зоне звезды. Все они схожи по размеру и массе с каменистыми планетами Солнечной системы, но расположены на более близких орбитах к своему светилу.
Во внимание телескопа им. Джеймса Уэбба попала самая первая от звезды экзопланета – TRAPPIST-1b. Она получает в четыре раза больше энергии, чем Земля от Солнца, и не находится в обитаемой зоне. Учёные измерили её температуру с помощью инфракрасного прибора MIRI – она составила около 232°C. Это означает, что экзопланета, скорее всего, не имеет атмосферы. Предыдущие наблюдения TRAPPIST-1b с помощью телескопов “Спитцер” и “Хаббл” не нашли доказательств наличия раздутой атмосферы, однако и не исключали возможности существования плотной.
В Млечном Пути количество подобных TRAPPIST-1 звёзд в десять раз превышает число солнцеподобных – и вероятность наличия каменистых планет у них в два раза выше. Однако в молодом возрасте эти звёзды и очень яркие и активные – их рентгеновское излучение может уничтожить атмосферу.
Томас Грин, ведущий автор исследования
Один из способов определить потенциальное наличие и тип атмосферы – измерить температуру объекта. TRAPPIST-1b приливно захвачена: одна её сторона всегда обращена к материнской звезде, а вторая постоянно находится в темноте. Если же у неё есть атмосфера, способствующая циркуляции и перераспределению тепла, дневная сторона будет более прохладной.
Хотя TRAPPIST-1b недостаточно горячая для излучения собственного света, её тепла хватает для свечения в инфракрасном диапазоне. С помощью фотометрии вторичного затмения – т.е. в случае, когда экзопланета перекрывается звездой – учёные измерили яркость системы. Рассчитав её разницу до и после затмения, исследователи получили количество инфракрасного свечения непосредственно от TRAPPIST-1b – такое прямое получение любой формы света от экзопланеты произошло впервые во всей истории наблюдений. Анализ данных и их сравнение с компьютерным моделированием показало почти полное соответствие чёрному телу и отсутствие атмосферы.
Сейчас проводятся дополнительные наблюдения вторичного затмения – исследователи надеются получить полную кривую изменения яркости по всей орбите. Это поможет увидеть, как температура меняется от дневной стороне к ночной, а также окончательно подтвердить или опровергнуть возможное наличие атмосферы у планеты.