Новый подход к анализу климата экзопланет

Группа исследователей применила усовершенствованную климатическую модель для оценки условий на поверхности экзопланет TRAPPIST-1e и TRAPPIST-1f. Эти объекты, находящиеся на расстоянии около 41 светового года от Земли, считаются одними из наиболее перспективных для поиска внеземной жизни, однако их реальная среда до сих пор остается загадкой для науки.


Основная сложность заключается в том, что обе планеты, вероятно, находятся в режиме приливного захвата из-за близости к тусклой звезде — красному карлику. Это означает, что на планетах всегда одна сторона обращена к светилу, а другая находится в тени, что создает уникальные климатические условия, требующие особого метода моделирования.


Методика исследования

Ранее для подобных задач использовались глобальные модели циркуляции атмосферы (GCM), которые отличаются высокой точностью, но требуют огромных затрат вычислительных мощностей. Для преодоления этого ограничения астрофизик Джейкоб Хакк-Мисра использовал адаптивную энергетическую модель HEXTOR.


В ходе работы модель была откалибрована по результатам международных стандартизированных симуляций THAI. После настройки инструмент позволил провести более 6300 расчетов, варьируя параметры давления атмосферы и интенсивность звездного излучения. Ученый отметил: «Модель HEXTOR служит своего рода разведывательным инструментом, позволяющим быстро отсеять неперспективные сценарии перед проведением детального анализа на сложных системах».


Результаты для планет TRAPPIST-1e и TRAPPIST-1f

Анализ данных показал неоднозначные результаты для возможности существования жизни на исследуемых телах:

  • TRAPPIST-1e: планета демонстрирует преимущественно «прохладный» климат. Поверхность может стать свободной ото льда только при значительном содержании углекислого газа (около 0,1 бара).
  • TRAPPIST-1f: этот мир оказался значительно суровее. В большинстве рассмотренных сценариев планета представляет собой ледяной шар, где даже на дневной стороне сохраняется снежный покров. Для глобального оттаивания потребовалась бы крайне плотная атмосфера с давлением CO2 выше 1 бара.

Полученные данные подчеркивают важность комплексного подхода, где упрощенные модели выступают инструментом быстрой фильтрации, а последующая проверка с помощью телескопов, таких как «Джеймс Уэбб», помогает подтвердить или опровергнуть сформированные гипотезы.