Новая теория исследования атмосфер экзопланет усиливает поиск жизни

Германия - Информационное агентство Эхбари

Новая теория исследования атмосфер экзопланет усиливает поиск жизни

Поиск жизни за пределами Земли достиг в последние годы значительных успехов. Однако прямое изображение экзопланет и всех их удивительных особенностей остается труднодостижимой целью из-за огромных астрономических расстояний, отделяющих их от нашей планеты. Следовательно, астрономы сосредоточили свои усилия на изучении атмосфер экзопланет в поисках признаков жизни, известных как биосигнатуры. В настоящее время это осуществляется путем анализа звездного света, проходящего через атмосферу экзопланеты – метод, известный как спектроскопия – когда планета проходит перед своей звездой в явлении, называемом транзитом. Постоянно предпринимаются усилия по усовершенствованию этих исследований атмосфер экзопланет, особенно в критически важной области очистки зашумленных данных.

В этом контексте исследователь из Людвиг-Максимилианского университета (LMU) в Германии представил новую модель для исследования атмосфер экзопланет. Его выводы, подробно изложенные в недавнем исследовании, опубликованном в журнале *The Astrophysical Journal*, направлены на преодоление ограничений существующих методологий. Традиционные модели часто предоставляли ученым ограниченные данные об атмосфере из-за присущих им математических ограничений. Данное исследование эффективно восполняет эти пробелы в математическом моделировании, предоставляя исследователям усовершенствованные методы для обработки новых наборов атмосферных данных, одновременно эффективно отделяя важные сигналы от фонового шума.

«Это аналитическое решение открывает дверь к новому поколению гораздо более быстрых, прозрачных и реалистичных методов анализа и восстановления атмосфер», – заявил доктор Леонардос Гоувелис, физик из LMU и единственный автор исследования. Он подчеркнул важность своей работы: «Они будут необходимы для максимизации научной отдачи от текущих и будущих миссий, таких как JWST [Космический телескоп Джеймса Уэбба] и ARIEL [Большой обзор инфракрасной экзопланетной атмосферы с дистанционным зондированием], а также для продвижения детальной характеристики потенциально обитаемых миров за пределами Солнечной системы».

Спектроскопия, как уже упоминалось, является краеугольным камнем современных исследований атмосфер экзопланет. Она включает анализ звездного света, проходящего через атмосферу экзопланеты во время транзита. Хотя астрономы использовали спектроскопию более двух столетий, сначала для изучения Солнца, а затем других звезд, космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) произвел революцию в этой практике. Усовершенствованные возможности JWST позволяют проводить детальный анализ звездного света, проходящего через атмосферы экзопланет, что позволяет идентифицировать ключевые молекулярные компоненты. Это привело к характеристике различных экзопланет, как скалистых, так и газовых, при этом JWST идентифицировал широкий спектр известных атмосферных молекул или, в некоторых случаях, определил, что некоторые скалистые экзопланеты могут вообще не иметь атмосферы.

Примечательным примером открытий JWST является газовая экзопланета WASP-39b. Исследование 2023 года, опубликованное в журнале *Nature*, сообщило об обнаружении воды, углекислого газа, угарного газа и натрия в ее атмосфере. WASP-39b, расположенная примерно в 700 световых годах от Земли, примерно на 25% больше Юпитера и послужила первой исследованной экзопланетой для JWST. Примерами атмосфер скалистых экзопланет, изученных JWST, являются атмосферы в системе TRAPPIST-1. Эта система состоит из семи экзопланет размером с Землю, несколько из которых вращаются в обитаемой зоне своей звезды – TRAPPIST-1 e, f и g – что делает их объектами пристального научного интереса.

Несмотря на эти достижения, окончательные выводы относительно атмосфер планет, таких как TRAPPIST-1 e, f и g, остаются неуловимыми. Недавние исследования, включая статью 2025 года в *The Astrophysical Journal Letters* о TRAPPIST-1 e, различные статьи о TRAPPIST-1 f и доклад на собрании Американского астрономического общества №241 в 2023 году, посвященный TRAPPIST-1 g, которая потенциально имеет атмосферу, содержащую воду, углекислый газ и метан, дали неубедительные результаты.

Доктор Гоувелис подчеркнул потенциальное влияние своих исследований на миссию ARIEL. ARIEL, будущий космический телескоп Европейского космического агентства, предназначен для наблюдения и изучения по меньшей мере 1000 известных экзопланет, обнаруженных методом транзитов. Он призван объединить наследие миссии НАСА «Кеплер» (которая была пионером в обнаружении транзитов) с аналитическими возможностями JWST. Хотя ARIEL будет меньше JWST и будет специально ориентирован на экзопланеты, JWST имеет более широкий спектр научных задач.

Окончательное влияние этой новой теоретической базы на исследование атмосфер экзопланет в ближайшие годы и десятилетия еще предстоит увидеть. Как всегда, время покажет, и именно поэтому мы продолжаем исследовать границы науки!

Лоуренс Тогнети — ветеран ВВС США с шестилетним стажем, обладающий обширным опытом в области журналистики, научных коммуникаций и исследований планетных наук для различных изданий. Он специализируется на космосе и астрономии и является автором книги «Outer Solar System Moons: Your Personal 3D Journey». Следите за ним в X (Twitter) и Instagram @ET_Exists. Вы можете написать Лоуренсу по электронной почте для запросов статей или если вы заинтересованы в представлении своих исследований мировой аудитории.

Информационное агентство Эхбари