JWST tranzito stebėjimai rodo, kad TRAPPIST-1 planetų signalą smarkiai užteršia pačios žvaigždės paviršiaus nelygumai, kurių patikimai sumodeliuoti kol kas neįmanoma. Tai verčia iš naujo vertinti, kiek patikimai galime kalbėti apie šių uolėtų pasaulių atmosferas.
Žvaigždžių paviršius – pagrindinis triukšmo šaltinis
„Vienas svarbiausių egzoplanetų tyrimų tikslų – aptikti atmosferą ant vidutinės temperatūros antžeminės egzoplanetos, o viena tinkamiausių sistemų tam yra TRAPPIST-1“, – rašoma tyrėjų grupės darbe, paskelbtame arXiv.org. Vis dėlto tie patys mokslininkai pripažįsta, kad JWST stebėjimus labai trikdo žvaigždžių paviršiaus dariniai – dėmės, žybsniai, konvekciniai srautai.
Norint iš išmatuoto signalo išgauti tik planetos atmosferos pėdsaką, būtina ypač tiksliai atimti pačios žvaigždės šviesą. TRAPPIST-1 – raudonoji nykštukė – yra kur kas aktyvesnė už mūsų Saulę, todėl jos šviesos modeliavimas tampa dideliu iššūkiu. „TRAPPIST-1 yra labai skirtinga žvaigždė nuo mūsų Saulės, todėl ir planetų sistema aplink ją veikia visiškai kitaip – tai meta iššūkį tiek mūsų stebėjimų, tiek teorijos prielaidoms“, – teigia Kornelio universiteto astronomijos docentė Nikole Lewis.
Planeta „e“ – nauji metodai, vienodos abejonės
Tyrėjai sako, kad tikimybė, jog planeta TRAPPIST-1 e turi atmosferą, yra lygi tikimybei, kad jos neturi – kol kas nė viena versija neturi persvaros. Komanda sukūrė naujus darbo su Webb duomenimis algoritmus, kad įvertintų galimas planetos e atmosferos sudėtis ir paviršiaus sąlygas.
Vis dėlto net ir pažangiausios technikos negali apeiti pagrindinės kliūties – žvaigždės aktyvumo keliamo triukšmo. Tyrime pabrėžiama, kad ankstyvieji JWST rezultatai „leidžia manyti, jog šiuolaikinės, be debesų esančios Žemės tipo atmosferos išlieka tikėtinos beveik visiems imties taikiniams, įskaitant LHS 1140 b ir TRAPPIST-1 e“. Tačiau tą patvirtinti trukdo neatskiriamas triukšmas.
Vandens pasaulių vilionė ir modelių ribos
K2-18b – kita daug dėmesio sulaukusi planeta – yra sub-Neptūnas už 124 šviesmečių. JWST čia patvirtino vandens garų buvimą, tačiau interpretacijos išlieka sudėtingos. Mokslininkai svarsto, ar vandens garai priklauso vandenilio atmosferai, ar po jais slypi vandenynas (vadinamoji „hikeaninė“ hipotezė).
Tuo tarpu TRAPPIST-1 sistemos išorinėms planetoms f, g ir h keliama kriovulkanizmo idėja. Remiantis Astronomy & Astrophysics publikuotu tyrimu, „hidrostatinės vandens atmosferos nubrėžia viršutinę aptinkamumo ribą, o nehidrostatinės, tolygiai pasklidusios egzosferos, sukurtos dulksnos, reikalautų energetiškai nerealistiškų efektyvumo prielaidų, jei grynai vandens ledo sublimacija yra lėta“. Šios išvados rodo, kad net ir turint galingiausius instrumentus, kriovulkaninės kilmės vandens garų signalai gali būti per silpni užfiksuoti.
Ateities sinergija: JWST ir ELT/ANDES
Nors dabartinės kliūtys didelės, kelias į priekį jau brėžiamas. Naujas Jet Propulsion Laboratory / Caltech mokslininkų tyrimų kompleksas rodo, kad simuliacijos pateikia „žemutines ribas reikiamų tranzitų skaičiui atmosferai aptikti su ANDES (aukštos skiriamosios gebos spektrografu, montuojamu ant Ekstremaliai Didelio Teleskopo – ELT), o vykstanti JWST ir ELT sinergija bus gyvybiškai svarbi“. TRAPPIST-1 d šioje analizėje iškyla kaip perspektyviausias taikinys – visos keturios tirtos molekulės joje aptinkamos per mažiausią tranzitų skaičių.
Vis dėlto komanda perspėja: „šios prielaidos reiškia, kad mūsų rezultatai greičiausiai nuvertina tikrąjį reikalingų tranzitų skaičių“. Taip pat pabrėžiama, kad LHS 1140 b atveju trys molekulės aptinkamos, tačiau reikiamas tranzitų kiekis išlieka „operaciniu požiūriu sudėtingas“. Kol kas aišku viena – tik sujungus skirtingų instrumentų duomenis pavyks atskirti tikrą atmosferos signalą nuo žvaigždės sukeliamo triukšmo.
