Ученые приступили к массовым исследованиям атмосферы экзопланет |
Астрономы смогли провести химический анализ атмосферы десяти экзопланет и заодно получить их изображения. Качеством они не блещут, однако еще несколько лет назад такие результаты были попросту невозможны. |
Химический анализ любых небесных тел, на которые нельзя высадиться, проводят методом спектроскопии, то есть раскладывая свет в спектр и отыскивая в нем характерные для тех или иных веществ темные полосы. Вместо видимого света часто используют инфракрасное излучение, рентгеновские лучи или вовсе нейтроны, но общий принцип от этого не меняется - нужно поймать излучение от объекта и разложить в спектр. Чем дальше, тем слабее сигнал и тем больше сложностей... но в случае с экзопланетами есть еще одна серьезная помеха. |
Все экзопланеты светят только за счет отражения лучей той звезды, вокруг которой они обращаются. А звезда больше планеты в десятки раз, Юпитер на фоне Солнца выглядит вишней рядом с арбузом: долгое время астрономы не могли даже заметить экзопланеты рядом с многократно более яркими звездами. Лишь в 1988 году ученые смогли обнаружить планеты у других звезд, да и то по косвенным признакам - первые снимки экзопланет датируются уже началом нашего столетия. |
Первые спектры экзопланет тоже были получены обходными путями, астрономы наблюдали за звездой как раз в тот момент, когда планета проходила на ее фоне, пересекая видимый диск. Ничтожно малая часть света при этом проходила через атмосферу, которая частично меняла его спектр - чувствительность оборудования уже ко второй половине 2000-х годов оказалась достаточной для спектрального анализа такого рода. А так как астрономические приборы все время совершенствуются, то группа американских исследователей решила не просто попробовать поймать отраженный свет от экзопланет напрямую, но и начать проводить такие спектральные исследования в массовом порядке. Это стало одной из целей Проекта 1640, программы по созданию нового, еще более чувствительного спектрографа для обсерватории Калифорнийского технологического университета. |
Спектрограф, который был построен в рамках этого проекта, стал, как сообщает Калифорнийский технологический, настоящим шедевром оптического приборостроения. Сам диск звезды при наблюдениях закрывается круглой пластинкой звездного коронографа, специальные камеры одновременно делают 30 снимков в разных цветах, а система адаптивной оптики на лету подстраивает форму используемых в приборе зеркал для компенсации дрожания картинки из-за воздействия земной атмосферы. Расчеты показали, что все эти технологические ухищрения позволят всего за часовой сеанс наблюдений засечь планеты, свет от которых в десять миллионов раз слабее света звезд! |
Снимок не очень эффектный - зато это реальный научный кадр, а не красивая картинка, нарисованная художником на основе добытых учеными данных. Авторы: Проект 1640 |
В рамках Проекта 1640 ученые планируют за три года провести наблюдения 200 звезд в радиусе 150 световых лет от Земли и эта масштабная программа стартовала в июне прошлого года. Сейчас в журнале Astrophysical Journal появилась статья, где рассказано о результатах спектрального анализа газовых гигантов, размерами превосходящими Юпитер: "Эти теплые, красные планеты непохожи ни на один известный объект во Вселенной" - говорит ведущий автор статьи Бен Оппенгеймер, астроном из Американского музея естественной истории. Ученые изучили четыре таких небесных тела и обнаружили, что все они заметно отличаются друг от друга. |
Астроном также лишний раз подчеркнул технические сложности. "Представьте себе снимок небоскреба с самолета, по которому вы можете определить разом и высоту здания, и высоту крошечного выступа на тротуаре размером с две бактерии" - говорит он, наглядно иллюстрируя разницу в яркости звезды и планеты. Его коллега и соавтор Линна Хилленбраун из Калифорнийского технологического института добавляет, что новая техника "существенно продвинулась вперед по сравнению с предыдущим методом получения спектров во время прохождения экзопланет по диску звезды". Ученые обнаружили, что экзопланеты нарушают то правило, которое установлено для газовых гигантов в нашей собственной звездной системе: считалось, что аммиак и метан всегда соседствуют друг с другом. Вблизи звезды HR 8799 две планеты имеют разный химический состав, причем на них же впервые удалось засечь ацетилен и углекислый газ - вещества, никогда раньше в атмосфере экзопланет не обнаруживавшиеся. Еще небесные тела оказались слегка красноваты и это, вероятно, указывает на плотные облака: ученые всего за три десятка лет прошли путь от обнаружения планет-гигантов косвенным путем до исследования состава облаков в их атмосфере! |
|
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
|