|
Создали первую трехмерную карту экзопланеты
|
|
|
|
Астрономы создали первую трехмерную карту планеты, вращающейся вокруг другой звезды, на которой показана атмосфера с четко выраженными температурными зонами - одна из них настолько жаркая, что в ней распадается водяной пар, сообщает группа ученых под руководством эксперта из Корнелла в новом исследовании.
|
|
|
|
Карта температуры WASP-18b — газового гиганта, известного как "ультрагорячий Юпитер", расположенного в 400 световых годах от Земли, - это первая температурная карта, на которой впервые применен метод, называемый 3D—картированием затмений, или спектроскопическим отображением затмений.
|
|
|
|
Эта работа основана на 2D-модели, опубликованной членами той же команды в 2023 году, которая продемонстрировала потенциал картографирования затмений для использования высокочувствительных наблюдений с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА (JWST).
|
|
|
|
Исследователи говорят, что для многих подобных типов экзопланет, наблюдаемых с помощью JWST, они теперь могут начать составлять карту атмосферных изменений точно так же, как, например, земные телескопы давным-давно наблюдали Большое красное пятно Юпитера и структуру полосчатых облаков.
|
|
|
|
"Картографирование затмений позволяет нам получить изображения экзопланет, которые мы не можем увидеть непосредственно, потому что их звезды-хозяева слишком яркие", - сказал Райан Чалленер, аспирант кафедры астрономии.
|
|
|
|
|
|
|
"С помощью этого телескопа и этой новой техники мы можем начать изучать экзопланеты так же, как и соседние с нашей Солнечной системой".
|
|
|
|
Челленер является первым автором книги "Горизонтальная и вертикальная тепловая структура экзопланет на основе спектроскопической карты затмений JWST", опубликованной в журнале Nature Astronomy.
|
|
|
|
Среди более чем 30 соавторов - Меган Винер Мэнсфилд, доцент кафедры астрономии Мэрилендского университета, которая руководила проектом, и Джейк Тернер, научный сотрудник Корнеллского центра астрофизики и планетологии.
|
|
|
|
Обнаружить экзопланеты вообще сложно — обычно они излучают гораздо меньше, чем 1% от яркости звезды-хозяина. Для составления карты затмений требуется измерить лишь малую часть этого общего количества, поскольку планета вращается позади своей звезды, скрывая и открывая отдельные ее части по пути. Ученые могут привязать незначительные изменения освещенности к определенным регионам, чтобы создать карту яркости, которая, будучи выполнена в нескольких цветах, может быть преобразована в температуру в трех измерениях: широте, долготе и высоте.
|
|
|
|
"Вы наблюдаете за изменениями в крошечных частях планеты, когда они исчезают и снова появляются в поле зрения, - сказал Чалленер, - так что это чрезвычайно сложная задача".
|
|
|
|
WASP-18b, масса которого примерно равна массе 10 Юпитеров, совершает оборот вокруг земли всего за 23 часа, а температура приближается к 5000 градусам по Фаренгейту, — это относительно мощный сигнал, что делает его хорошим испытательным примером для новой методики картографирования.
|
|
|
|
В то время как более ранняя 2D-карта использовала одну длину волны света, или цвет, на 3D-карте были повторно проанализированы те же данные, полученные с помощью тепловизора в ближнем инфракрасном диапазоне и бесщелевого спектрографа (NIRISS) JWST, на многих длинах волн.
|
|
|
|
Челленджер сказал, что каждый цвет соответствует различным температурам и высотам в газовой атмосфере WASP-18b, которые можно объединить для создания 3D-карты.
|
|
|
|
"Если вы построите карту на длине волны, которую поглощает вода, вы увидите слой воды в атмосфере, в то время как длина волны, которую вода не поглощает, позволит проникнуть глубже", - сказал Чалленер. - Если вы сложите их вместе, то сможете получить трехмерную карту температур в этой атмосфере".
|
|
|
|
Новое изображение подтвердило спектроскопически отчетливые области, отличающиеся по температуре и, возможно, по химическому составу, на видимой "дневной стороне" WASP—18b, стороне, всегда обращенной к звезде из—за ее замкнутой орбиты.
|
|
|
|
На планете есть круглая "горячая точка", куда попадает больше всего прямого звездного света и где ветры, по-видимому, недостаточно сильны, чтобы перераспределять тепло.
|
|
|
|
Вокруг "горячей точки" находится более холодное "кольцо", расположенное ближе к внешним видимым краям планеты. Примечательно, что, по словам Чалленера, измерения показали более низкий уровень водяного пара в горячей точке, чем в среднем по WASP-18b.
|
|
|
|
"Мы считаем, что это свидетельствует о том, что в этом регионе планеты настолько жарко, что вода начинает разрушаться", - сказал Чалленер. "Это было предсказано теорией, но действительно интересно увидеть это с помощью реальных наблюдений".
|
|
|
|
Челленер сказал, что дополнительные наблюдения JWST могут помочь улучшить пространственное разрешение первой трехмерной карты затмения. Этот метод уже может помочь в составлении температурных карт других горячих Юпитеров, которые составляют сотни из более чем 6000 экзопланет, подтвержденных на сегодняшний день.
|
|
|
|
"Этот новый метод будет применим ко многим, многим другим планетам, которые мы сможем наблюдать с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба", - сказал Челленер.
|
|
|
|
"Мы можем начать изучать экзопланеты в 3D как совокупность, что очень интересно".
|
|
|
|
Источник
|
