Pokud někdy najdeme život mimo naši sluneční soustavu, nebude to okamžitý objev. S výjimkou štíhlá možnost inteligentní civilizace rozzáření zprávy V našem směru budou důkazy pro mimozemšťany s největší pravděpodobností pocházet z kontroly nedalekých skalnatých světů pomocí obřích dalekohledů ke studiu jejich atmosféry pro plyny, které by mohly naznačovat Život, dýchat něco bydlení na povrchu planety. To není snadný výkon. Pro hvězdy, jako je naše slunce, nebude žádný dalekohled schopen to udělat pro generaci. U menších hvězd jsme tuto schopnost vyvinuli teprve nedávno vesmírný dalekohled James Webb (JWST).
Proto Dva papíry Publikováno 8. září v Astrofyzikální dopisy jsou tak vzrušující. Použitím JWST se astronomové poprvé podařilo najít předběžné důkazy o atmosféře na skalnaté planetě na Clement Orbit kolem jiné hvězdy asi 40 světelných let od Země. Planeta s názvem Trappist-1E je jedním ze sedmi malých světů obíhajících jeho hostitelskou hvězdu, červeného trpaslíka mnohem menšího a stmívanějšího než naše slunce. Úsilí o nalezení atmosféry na kterékoli z těchto planet bylo jinak neúspěšné; Zdá se, že tři nejvnitřnější světy jsou neúrodné horniny zbavené jakémukoli vzduchu. Ale nyní, díky JWST, jsme viděli, že to nemusí platit pro Trappist-1E, čtvrtou planetu tohoto systému. Pokud je někde venku život, právě teď se zdá, že tento svět je naší nejlepší sázkou na jeho nalezení.
„Vidíme něco vzrušujícího,“ říká Ryan MacDonald na University of St Andrews ve Skotsku, spoluautor v novinách. „Pokud je to potvrzeno, jedná se o obrovský obchod. Měli bychom první atmosféru na obytné zóně skalnaté planety mimo naši vlastní sluneční soustavu.“
O podpoře vědecké žurnalistiky
Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.
Planety systému TRAPPIST-1 byly objeveny v 2016 a 2017 Vědec Exoplanet Michaël Gillon na University of Liège v Belgii a kolegy používajících tranzitní planety a planetesimals Small Telescope – South (Trappist – South) v La Silla Observatory v Chile a NASA Spitzer Space Telecope. Tyto objevy ukázaly, že tento relativně blízký systém si zasloužil pozornost astronomů. Obsahovala sedm skalnatých světů, každý zhruba stejná velikost jako Země, z nichž několik se zdálo být v obyvatelné zóně hvězdy, v oblasti, kde by teploty měly být v pořádku pro existenci kapalné vody a možná život.
Pro červeného trpaslíka, jako je Trappist-1, je tato oblast mnohem menší než naše vlastní sluneční soustava. Ve skutečnosti by se všechny planety TRAPPIST-1 pohodlně vešly do oběžné dráhy rtuti kolem našeho vlastního slunce. Tato blízkost červeného trpaslíka je však problematická, protože tyto hvězdy Pipsqueak mohou udeřit výrazně nad svou váhu tím, že pravidelně uvolní násilné hvězdný výbuchy. Hvězdy jako Trappist-1 „Emitují spoustu extrémního ultrafialového záření“, které mohou Odstraňte atmosféry blízkých světůříká Yuka Fujii, vědec Exoplanet na Národní astronomické observatoři Japonska, který se do novinek nezúčastnil. „Nepotvrdili jsme planety v obyvatelné zóně červených trpaslíků, které mohou mít atmosféry,“ říká. „Takže pokud existuje atmosféra na TRAPPIST-1E, bylo by to velmi povzbudivé.“
Pokud i hvězda tato těkavá může podporovat obyvatelné světy, „znamenalo by to mnohem více hvězd, než si myslíme, že může mít planety s atmosférami,“ říká Caroline Piaulet-Ghorayeb, astronom na University of Chicago, který studoval systém TRAPPIST-1.
Od té doby JWST zahájeno v prosinci 2021Astronomové se zoufale snažili použít svou bezkonkurenční infračervenou vizi k prozkoumání systémů, jako je TRAPPIST-1. K tomu vyžaduje zírat na hvězdu po dlouhou dobu, protože každá planeta dokončuje oběžnou dráhu, až asi 19 dní pro nejvzdálenější planetu, a kříží před hvězdou vzhledem k nám. Toto je známé jako tranzit, a když k tomu dojde, JWST vidí světlo z hvězdy procházející nad planetou. Pokud je přítomna atmosféra, signál vypadá výrazně odlišně od holé skály, jako je Merkur, protože světlo prochází atmosférou a je rozptýleno jakýmikoli plyny nad vodou v mimozemské obloze, což je proces nazývaný přenosová spektroskopie.
Až dosud to nevypadalo slibně. Průzkum Trappist-1 B, c a d zjistil Žádné atmosféryNechali někteří přemýšlet, zda některá z planetů TRAPPIST-1 byla potenciálně obyvatelná. „Byl jsem optimistický, že na většině planet v systému budeme vidět atmosféry,“ říká MacDonald. „Opravdu doufáme, že Trappist-1E je ten.“
Analýza týmu zahrnovala čtyři tranzity TRAPPIST-1E pozorované v roce 2023. Data vyloučila planetu s velmi silnou atmosférou, jako je Jupiter, plné vodíku a helia-něco, co bychom stejně neočekávali na skalnatý svět velikosti Země. Signály, které vědci viděli z hvězdy, byli místo toho v souladu s atmosférou obsahující dusík a metan, ale postrádali oxid uhličitý, vyloučil planetu je CO2-Drodominovaná koule jako Venuše nebo Mars. „Možná nejbližší analog v naší vlastní sluneční soustavě by byl (Saturnův měsíc) Titan,“ říká MacDonald, ačkoli poznamenává, že je také možná atmosféra podobná Zemi.
Tým nebyl schopen úplně vyloučit, že Trappist-1E je pustá skála jako jeho vnitřní sourozenci, avšak částečně kvůli rušení jeho hyperaktivní hvězdy. „Je to asi pravděpodobné, že pokud existuje atmosféra nebo ne,“ říká Ana Glidden z Massachusetts Institute of Technology, hlavní autor na jednom z papírů, ale zásadně to jsou nejlepší šance, které astronomové dosud našli pro všechny světy Trappist-1. Pokud existuje atmosféra, tým naznačuje, že by to byl „sekundární“ jako Earth’s, vytvořený sopečnými erupcemi a dalšími procesy poté, co planeta ztratila svou počáteční „primární“ obálku plynu na začátku jeho existence.
Tým vypočítává, že na základě své vzdálenosti od hvězdy může být Trappist-1E také relativně chladný svět, představa s oceány kapalné vody nebo zmrazenými expanzemi ledu na jeho povrchu. Všechny planety TRAPPIST-1 jsou přílivově uzamčené, což znamená, že stejná tvář vždy ukazuje na hostitelskou hvězdu, ale Trappist-1E by mohl mít na své „Starward“ stranu značný oceán. „Mohlo by to být zmrazeno, s výjimkou nahraného bodu,“ říká, že teploty by byly nejteplejší, říká Glidden. Dodává se takový svět, který by mohl připomínat bez víru, zírající oční bulvy – tmavý, oceánský žák obklopený duhovkou jasného, zářícího ledu.
Jak to může být mimozemský a neobvyklý, jak to může být, stále by to způsobilo, že by TRAPPIST-1E zdaleka nejslibnější z světu TRAPPIST-1 hostil život. Sarah McIntyre, vědec Exoplanet a zakladatelka australského start-up astrofyziky za EXO, již dříve navrhla, že The Magnetické pole planety může být podobný Země; Ve spojení s jeho toasty odhadovanou teplotou by to způsobilo, že TRAPPIST-1E pravděpodobně nejpřitažlivějším astrobiologickým cílem v našich nebeských katalozích. „(Trappist) -1e byla pro mě rozhodně předchůdcem,“ říká. V naší kapse galaxie nebyl nalezen žádný lepší planetární systém, který je přístupnější pro kontrolu JWST, říká Gillon-a Trappist-1E může být jeho korunovým klenotem. „Není nic srovnatelného,“ říká. „V režimu velikosti Země je to nejlepší cíl, který máme.“
JWST také pozoroval TRAPPIST-1F, G a H v systému pro známky atmosféry a očekává se, že výsledky z těchto ostatních světů se objeví v příštím roce. Ale pro Trappist-1E se astronomové stále musí podívat na planetu podrobněji a oni to již dělají. V současné době probíhá následná kampaň, aby pozorovala 15 dalších tranzitů planety. „Jsme v polovině cesty,“ říká Néstor Espinoza na Johns Hopkins University v Marylandu, hlavní autor na druhém papíru Trappist-1E. „Pozorování by měla být provedena letos, doufejme, že v prosinci.“ Výsledky by měly být zveřejněny v roce 2026. „Příští rok bude pro Trappist-1E vzrušující,“ říká Espinoza.
Tyto nadcházející výsledky by mohly být okouzlující. Následná opatření používají náhodné vyrovnání s nejvnitřnější planetou Trappist-1B, aby snížily část hluku z hvězdy a lépe vypracovala přesně to, jaký druh atmosféry má Trappist-1E. „Pokud existuje atmosféra, uvidíme to,“ říká MacDonald.
A pokud následná opatření zajišťují případ atmosféry na 1E-nebo pokud se ukáže, že jedna z ostatních planet má, na to přijde-Začne nová érave kterém astronomové bohají tyto cíle pozorností od JWST a dalších generačních dalekohledů. „Pokud potvrdíme atmosféru a detekujeme různé plyny, bylo by velmi snadné schválit velmi velký program, který by se mohl kopat a jít až na 50 nebo 100 tranzitů,“ říká MacDonald. „Je neuvěřitelně vzrušující být v tomto bodě. To je důvod, proč jsem šel do astronomie, podívat se na potenciálně obyvatelné planety.“
Samozřejmě existuje možnost, že všechny planety Trappist-1 jsou holé horniny. Možná, že náznaky vzduchu na Trappist-1E jsou dalším kouskem hvězdné neplechu od problematické hvězdy planety. To by bylo zklamáním a posílilo by to případ, že červené trpaslíci nejsou pro život tak pohostinní, jak doufali mnoho astronomové.
Ať tak či onak, další fáze lovu obývatelnost na exoplanetech – jmenovitě hledání atmosféry na planetách, jako je Earth obíhající hvězdy, jako je naše slunce – nepřijde opravdu až do 2040. let, kdy bude NASA nastavena na spuštění svého Observatory obyvatelné světySpace Space Telescope postavený od základů, aby sondoval slibné světy kolem jiných hvězd. Bude to první dalekohled schopný přímo zobrazovat pozemské planety kolem slunečních hvězd, které hledají známky života. „Abychom tlačili směrem k planetám opravdu podobným Zemi, potřebujeme kosmický dalekohled nové generace,“ říká Laura Kreidbergová, exoplanetová vědec v Institutu Max Planck Institute for Astronomy v německém Heidelbergu.
Chcete-li rekapitulovat: Během roku bychom měli vědět, zda některá z planet TRAPPIST-1 má atmosféry. Na konci desetiletí bychom mohli vědět, jestli mají směs plynů, které naznačují známky života. Při hledání jakékoli skutečné modré Země 2.0 však budeme „muset být trpěliví“, říká Gillon. Stále není pochyb o tom, že vstupujeme do nesmírně vzrušujícího času, kde je možnost najít život mimo sluneční soustavu v našem uchopení; Tato pozorování TRAPPIST-1E představují jeden malý, důležitý krok k této budoucnosti. „Abychom použili analogii, musíme raketu jít na Měsíc a s těmito výsledky víme, že to funguje,“ říká Gillon. Ten klíčový „obří skok“ nemusí být příliš daleko.
