Астрономы изучили атмосферу экзопланеты в 340 световых годах от Земли

0 580

Международная группа ученых с помощью наземного телескопа обсерватории Джемини в Чили (Gemini) стала первой, кто непосредственно измерил количество воды и окиси углерода в атмосфере планеты в другой планетной системе, находящейся на расстоянии примерно 340 световых лет от Земли.

Уже есть тысячи известных планет за пределами нашей солнечной системы (называемых экзопланетами). Ученые используют как космические телескопы, так и наземные телескопы, чтобы изучить, как формируются эти экзопланеты и чем они отличаются от планет в нашей солнечной системе.

Для этого исследования астрономы сосредоточились на планете WASP-77Ab, экзопланете, называемой «горячим Юпитером», потому что она похожа на Юпитер нашей солнечной системы, но с температурой выше 1000 градусов по Цельсию.

Затем они сосредоточились на измерении состава атмосферы экзопланеты, чтобы определить, какие элементы там присутствуют, по сравнению со звездой, вокруг которой она вращается.

«Из-за своих размеров и температуры горячие юпитеры — отличные лаборатории для измерения атмосферных газов и проверки наших теорий образования планет», — говорят ученые.

Хотя мы еще не можем отправлять космические корабли на планеты за пределами нашей солнечной системы, ученые могут изучать экзопланет с помощью телескопов. Телескопы, которые они используют для наблюдения за этим светом, могут находиться либо в космосе, как космический Хаббл, либо на Земле, как телескопы обсерватории Gemini.

Астрономы активно участвовали в измерении атмосферного состава экзопланет с помощью телескопа Хаббл, но получить эти измерения было непросто. Мало того, что существует жесткая конкуренция за телескопа, инструменты Хаббла измеряют только воду (или кислород), а команде также нужно было собрать измерения оксида углерода (или углерода). Именно здесь ученые обратились к телескопу Gemini South.

«Нам нужно было попробовать что-то другое, чтобы ответить на наши вопросы. И наш анализ возможностей Gemini South показал, что мы можем получить сверхточные атмосферные измерения».

Gemini South — это диаметром 8,1 метра, расположенный на горе в чилийских Андах под названием Серро-Пачон, где очень сухой воздух и незначительная облачность делают его основным местом расположения телескопа. Он находится в ведении NOIRLab (Национальная исследовательская лаборатория оптико-инфракрасной астрономии).

Используя Gemini South и инструмент под названием Immersion GRating INfrared Spectrometer (IGRINS), команда исследователей наблюдала тепловое свечение экзопланеты, когда она вращалась вокруг своей звезды-хозяина. С помощью этого прибора они собрали информацию о наличии и относительном количестве различных газов в ее атмосфере.

Благодаря точным измерениям как воды, так и оксида углерода в атмосфере WASP-77Ab, ученые смогли оценить относительные количества кислорода и углерода в атмосфере экзопланеты. «Эти количества соответствовали нашим ожиданиям и был примерно такие же, как у звезды-хозяина», — говорят астрономы.

Получение сверхточного содержания газа в атмосферах экзопланет является не только важным техническим достижением, особенно с помощью наземного телескопа, но и может помочь ученым искать жизнь на других планетах.

атмосфера экзопланеты
Измеряя доплеровский сдвиг, показанный в правом столбце этого рисунка, ученые могут восстановить орбитальную скорость планеты во времени по направлению к Земле или от нее. Сила сигнала планеты, показанная в среднем столбце, вдоль ожидаемой видимой скорости (темно-синяя пунктирная кривая) планеты, вращающейся вокруг звезды, содержит информацию о количестве различных газов в атмосфере. © P. Smith / M. Line / S. Selkirk / ASU

Эта работа представляет собой демонстрацию того, как ученые будут в конечном итоге измерять биосигнатурные газы, такие как и метан, в потенциально обитаемых мирах в не столь отдаленном будущем.

Исследователи планируют повторить этот анализ для многих других планет и создать «образец» атмосферных измерений еще как минимум на 15 планетах.

«Сейчас мы находимся в точке, где мы можем получить сравнимую точность содержания газа с этими планетами в нашей солнечной системе. Измерение содержания углерода и кислорода (и других элементов) в атмосфере более крупной выборки экзопланет обеспечивает столь необходимый контекст для понимание происхождения и эволюции наших собственных газовых гигантов, таких как Юпитер и Сатурн, — сказал Майкл Лайн, автор работы.

Астрономы также с нетерпением ждут того, что смогут предложить телескопы будущего.

«Если мы можем делать это с помощью сегодняшних технологий, подумайте о том, что мы сможем делать с перспективными телескопами, такими как Giant Magellan Telescope», — сказал Майкл Лайн. «Есть реальная возможность, что мы сможем использовать этот же метод к концу десятилетия, чтобы определить потенциальные признаки жизни, которые также содержат и кислород, на скалистых земных планетах за пределами нашей солнечной системы».

Исследование было опубликовано в журнале Nature.

Войти с помощью: 
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
0
Будем рады вашим мыслям, пожалуйста, прокомментируйте.x
()
x