Телескоп Джеймса Уэбба не нашел у планеты TRAPPIST-1d никаких признаков атмосферы. И это печально. Напомню, что в 2017 году в системе TRAPPIST-1 астрономы обнаружили сразу семь планет земного типа - абсолютный рекорд. Причем в местную зону обитаемости попадает сразу три из них. Звезда, вокруг которой вращаются эти планеты, представляет собой очень холодный красный карлик, массой всего 9% от солнечной. Система находится в 40 световых годах от нас, что по галактическим меркам совсем рядом. TRAPPIST-1 несколько старше нашего Солнца. По некоторым оценкам, планетной системе около 7.6 миллиарда лет.

Напомню, что красные карлики - это самые распространенные звезды в галактике. Их может быть от 70% до 90% от общего числа звёзд в Млечном Пути. Но если планеты в таких системах не могут сохранить атмосферу, то шансы найти жизнь в наших окрестностях заметно снижаются. А если могут, то нас может окружать множество потенциально обитаемых миров.

Астрономы неоднократно пытались обнаружить признаки атмосферы у планет TRAPPIST-1. Как и многие другие красные карлики, эта звезда очень активна. На её поверхности регулярно происходят мощные вспышки, а околозвёздное пространство пронизывают потоки выброшенных звездой заряженных частиц. Может ли планета в таких условиях сохранить атмосферу в течение миллиардов лет - это большой вопрос. И исследования системы TRAPPIST-1 должны дать на него ответ.

Ранее учёные показали, что на планетах TRAPPIST-1b и 1c скорее всего нет плотной атмосферы. Наблюдения на «Джеймсе Уэббе» методами трансмиссионной спектроскопии и вторичных затмений не нашли у этой пары значимых признаков газовой оболочки. Тем не менее, это планеты с довольно жарким климатом. А как обстоят дела в более умеренной зоне?

TRAPPIST-1d особенно интересовала ученых. Это третья планета от звезды. Год там длится всего четыре земных дня, а расстояние до светила в 50 раз меньше, чем от Земли до Солнца. При этом планета получает примерно столько же тепла, сколько наша Земля (чуть-чуть больше), поскольку красный карлик светит очень тускло. То есть, вода может существовать на ней в жидком виде. А учитывая, что это каменистая планета, казалось, все сходится для появления жизни.

И вот космический телескоп JWST пронаблюдал два последовательных транзита TRAPPIST-1d с помощью спектрографа ближнего инфракрасного диапазона NIRSpec/PRISM. Каждое наблюдение длилось 3.2 часа, и включало также моменты до и после того, как планета появилась на фоне звезды.

Увы, но прибор «Джеймса Уэбба» не смог обнаружить у планеты TRAPPIST-1d признаки каких-либо молекул в атмосфере. По всей видимости, выбросы вещества звезды не позволяют такой близкой планете обзавестись сколько-нибудь плотной газовой оболочкой. Или же, если атмосфера у TRAPPIST-1d всё-таки есть, то она либо слишком тонкая (как у Марса), либо скрыта под плотным слоем облаков (например, водяных), скрывающих любые спектральные детали. Понять, какой из вариантов имеет место, помогут будущие наблюдения планеты в среднем инфракрасном диапазоне с помощью инструмента MIRI.

Но даже если планета TRAPPIST-1d полностью лишена атмосферы - не всё ещё потеряно. Авторы исследования отмечают, что даже полная потеря атмосферы на TRAPPIST-1d не исключила бы её наличия на внешних планетах этой системы: TRAPPIST-1e, f и g. Правда, обнаружить её признаки будет ещё сложнее. Исследование этой системы продолжается.

Возможно, карликовая планета Церера могла в прошлом быть настолько тёплой, что даже имела жидкую воду и пригодные для поддержания микробной жизни условия.

Напомню, что Церера - это самое крупное тело в главном поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Её средний диаметр составляет 930 километров. Церера делает оборот вокруг Солнца за 4.6 лет. Учёные полагают, что на 20-30% эта карликовая планета состоит из водяного льда, который образует мантию вокруг силикатного ядра.

Миссия НАСА Dawn, изучавшая Весту и Цереру, завершилась в 2018 году. Аппарат показал, что Церера богата не только водой, но и органическими соединениями. Более того, учёные показали, что яркие отражающие свет области на поверхности космического тела в основном представляют собой отложения солей. По всей видимости, эти соли остались от жидкости, которая просачивалась из-под поверхности. Обработка полученных данных всё ещё продолжается.

Ранее анализ данных миссии подтвердил, что под поверхностью Цереры когда-то существовал огромный резервуар солёной воды. Но почему вода не замерзала на столь небольшом космическом теле так далеко от Солнца? В новом исследовании учёные создали тепловые и химические модели, имитирующие температуру и состав недр Цереры, а также изменения этих параметров со временем. Результаты показали, что примерно 2.5 миллиарда лет назад на Церере был полноценный подповерхностный океан. Более того, он мог иметь постоянный приток горячей воды с растворёнными в ней газами. Эта вода поднималась в океан из пород силикатного ядра.

Источником же тепла служил распад радиоактивных элементов внутри каменного ядра карликовой планеты. Этот процесс считается обычным для молодых тел Солнечной системы. Наиболее благоприятным периодом на Церере было время от полумиллиарда до 2 миллиардов лет после её формирования - то есть примерно 2.5-4 миллиарда лет назад. Именно тогда каменное ядро достигло пиковых температур, а в подповерхностный океан интенсивно просачивались тёплые воды.

Современная Церера выглядит гораздо менее гостеприимно. Она стала гораздо холоднее. Радиоактивного распада уже недостаточно для поддержания жидкой воды. Если жидкость и осталась где-то глубоко внутри карликовой планеты, то она скорее всего превратилась в концентрированный соляной раствор. В отличие от спутников Энцелада и Европы, которые получают внутреннее тепло от гравитационного воздействия своих планет-гигантов, Церера лишена такого источника энергии.

Несколько новых комбинированных изображений, полученных космическими телескопами «Хаббл», «Джеймс Уэбб» и Chandra.

1. На первом - очень крупное молодое звёздное скопление Westerlund 1. Данные Chandra позволили выявить тысячи отдельных звёзд, излучающих в рентгеновском диапазоне. На изображении: рентгеновские данные Chandra (розовый, синий, фиолетовый и оранжевый), инфракрасные данные «Джеймса Уэбба» (жёлтый, золотой и синий), оптические данные телескопа «Хаббл» (голубой, серый и светло-жёлтый).

2. IC 1623 — это пара галактик, снятая в процессе слияния. Они удалены от нас примерно на 250 миллионов световых лет. Процесс слияния запустил в системе интенсивное звёздообразование, отчего галактики ярко светят в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах. На изображении: рентгеновские данные Chandra показаны пурпурным, инфракрасные данные «Уэбба» - красным, жёлтым и серым.

3. NGC 1068 (M77) - это относительно близкая к нам спиральная галактика. Она удалена на 47 миллионов световых лет. В её центре располагается чёрная дыра, вдвое массивнее чёрной дыры в нашей галактике. Данные Chandra показывают, что из центральной области галактики NGC 1068 дует звёздный ветер со скоростью 450 километров в секунду. За счёт него центральная область так ярко светится в рентгеновских лучах.

Credit: X-ray: NASA/CXC/SAO; Optical: NASA/ESA/STScI; IR: NASA/ESA/CSA/STScI

Каналы на Марсе, это ещё ладно, а что скажете про каналы Венеры?

Думаю, многие слышали про знаменитые марсианские каналы, когда одна хитрая иллюзия практически убедила человечество в существовании на Марсе высокоразвитой цивилизации. Большим энтузиастом этой идеи стал американский бизнесмен и астроном Персиваль Лоуэлл. Он высказал идею, что развитая цивилизация, населяющая Марс, построила эти каналы для транспортировки воды от полярных ледяных шапок к экваториальным регионам. По его мнению, это была отчаянная попытка выжить на планете, которая неумолимо высыхала. Идея об умирающей расе, ведущей постоянную борьбу за выживание, захватила воображение людей. Ей вдохновлялись многие писатели первой половины XX века, например Герберт Уэллс, Роберт Хайнлайн и Рэй Брэдбери.

Но довольно часто забывают, что Персиваль Лоуэлл видел каналы не только на Марсе, но ещё и на Венере. В 1896 году он решил обратить свой взор ещё и на Венеру. Как раз недавно в его обсерватории во Флагстаффе появился новый 24-дюймовый рефрактор, обещавший гораздо более качественное изображение небесных объектов.

И вот однажды Лоуэлл заметил, что когда он уменьшал диафрагму телескопа, на поверхности Венеры проявлялось загадочное тёмное пятно со структурами, похожими на спицы, исходящими от него. Лоуэлл прекрасно знал, что у Венеры плотная атмосфера, через которую невозможно ничего рассмотреть. Но что он мог поделать, если он видел эти странные линии, которые могли существовать только на поверхности? Ещё более странно было то, что эти структуры всегда казались обращёнными к Земле. Это означало бы, что Венера вращается вокруг оси практически синхронно с Солнцем. Увы, этот вывод тоже не соответствовал другим наблюдениям. Но самым озадачивающим был тот факт, что никто, кроме Лоуэлла, не мог видеть эти линейные структуры.

Этот вопрос оставался нерешённым более ста лет, пока пара астрономов-любителей не выдвинула интересную гипотезу: Лоуэлл смотрел в свой собственный глаз! Дело в том, что эпатажный астроном часто наблюдал Венеру высоко в дневном небе. При этом он уменьшал диафрагму телескопа менее чем до 76 миллиметров в диаметре. Так он старался снизить эффект турбулентной дневной атмосферы. При подобной настройке Лоуэлл уменьшал выходной зрачок телескопа перед глазом до крошечной щели размером менее 0.5 миллиметра. Фактически таким способом телескоп превращался в гигантский офтальмоскоп. Так называется прибор, которым окулисты пользуются для осмотра глазного дна пациентов.

Получалось, что маленький выходной зрачок часто отбрасывал тени кровеносных сосудов на сетчатку, делая их видимыми. Выходит, что тёмные "спицы" Лоуэлла на самом деле были тенями кровеносных сосудов и других структур его собственной сетчатки. Вместо картографирования поверхности Венеры Лоуэлл составлял карту структур собственного глаза. Сейчас такое явление хорошо знакомо астрономам-любителям как досадная помеха при наблюдении планет с очень большим увеличением.