Відкриття екзопланет системи TRAPPIST-1: до сьогодні
У травні 2016 року вражаюче відкриття у нашому космічному сусідстві заворушило астрономів та мисливців за планетами. Використовуючи телескоп TRAPPIST (Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope) в обсерваторії ESO Ла Сілья в Чилі, бельгійські астрономи оголосили про виявлення трьох планет розміром із Землю, які обертаються навколо червоного карлика TRAPPIST-1, розташованого за 40 світлових років від нашої Сонячної системи. Це був лише початок. До лютого 2017 року кількість відкритих планет зросла до семи, і шлюзи відкрилися настільки.
Завдяки подальшим спостереженням, TRAPPIST-1 може претендувати на звання системи з найбільшою кількістю планет земного розміру в зоні, придатній для життя, виявлених навколо однієї зірки на той час. Хоча подальші дослідження були скоріше про встановлення обмежень щодо складу та атмосфери, ніж про підтвердження придатності до життя, близька відстань і компактність системи роблять її важливою лабораторією для дослідників екзопланет.
Коли основну частину планет TRAPPIST-1 виявили у лютому 2017 року, дані телескопів не могли дати відповіді на багато питань щодо їхнього клімату або потенціалу для життя. Планети розміром із Землю не обов'язково мають земні умови. Однак учені, які вивчають атмосфери екзопланет, отримали історичний зразок для дослідження.
Спостерігати за сімома планетами системи TRAPPIST-1 на тлі сліпучого світла їхнього червоного карлика — нелегке завдання. Але як єдина відома система з такою кількістю планет земного розміру, стиснених у зоні, придатній для життя, вона відкрила унікальні можливості. Деталі цих вуглецево-силікатних світів могли накласти важливі обмеження на їхнє формування, кліматичну історію та сучасний стан.
Ранні кліматичні моделі для планет системи припускали, що деякі можуть містити набагато більше води в різних формах, ніж на Землі. Для найвнутрішніших планет вода могла з'являтися і зникати у вигляді атмосферної пари, для середніх — у вигляді річок і струмків, а для зовнішньої пари — у вигляді величезних льодових покривів. Але ці прогнози, засновані лише на виміряних діаметрах і масах планет, були лише відправною точкою.
У 2017 році космічний телескоп «Габбл» вперше перевірив ці моделі. Спостерігаючи за інфрачервоним випромінюванням зовнішньої пари планет під час затемнення, астрономи не знайшли доказів наявності пухкої, багатої на водень атмосфери в жодного зі світів. Коли атмосфери новоутворених планет виникають, їхній водень швидко розсіюється — але якби атмосфери віддалених планет TRAPPIST-1 колись були такими значними, ми б побачили їхні сліди і сьогодні. Їхні атмосфери виявилися досить тонкими.
Для інших п'яти планет, які отримують більше випромінювання від своєї зірки, розуміння їхньої схожості із Землею довелося чекати.
У 2018 році космічний телескоп NASA «Спітцер» трохи прояснив картину їхніх атмосфер. На основі розмірів планет у видимому та інфрачервоному діапазонах результати «Спітцера» припускали, що всі вони трохи щільніші за Землю — а отже, бідніші на водень. Більше того, для найвнутрішніх планет були натяки на більш кам'янистий світ із збагаченими залізом ядрами, ніж наша планета.
У 2022 році космічний телескоп Джеймса Вебба зробив знімки пари планет у зоні, придатній для життя, і спостереження тривають, хоча остаточних висновків поки немає. З моменту запуску телескопу планетарні астрономи досліджували чотирьох членів родини TRAPPIST-1: b і c усередині системи, а також віддалені d і e.
Пошуки тривають — але хоча система TRAPPIST-1 пропонує ідеальні умови для вивчення атмосфер планет земного розміру, досі не знайдено остаточних доказів наявності атмосфери. Хоча спочатку деякі з її планет вважалися перспективними кандидатами на придатність до життя, знання на сьогодні кажуть, що жодна з них не має атмосфери, подібної до земної — безперечно, ключової вимоги для підтримки рідких океанів. Але на основі сучасних спостережень у вчених дуже мало даних, щоб остаточно заявити про потенційну придатність будь-якого з цих світів до життя.