Исследования атмосфер и климата внесолнечных планет становятся обыденностью
Дмитрий Вибе
08 апреля 2013
Тут народ всё жалуется, что нет в физике переворотов. Но переворот необязательно должен быть стремительным: утром все проснулись, а на дворе квантовая механика вместо классической. Переворот может быть ползучим: жили-жили, ничего не замечали, а потом оглянулись назад лет на двадцать и обнаружили, что живём в другой эпохе.
А ведь двадцать лет — не такой уж большой срок. Первая внесолнечная планета (у «нормальной» звезды 51 Peg) была открыта всего 18 лет назад. И этого времени оказалось достаточно, чтобы обнаружение планет у других звёзд встало на поток. Правда, значительная часть из почти девяти сотен известных экзопланет остаются пока бестелесными строчками в каталоге. Но техника совершенствуется, данные копятся, и планеты одна за другой из линий на графиках превращаются в живые миры с известными размерами, массой, цветом, температурой, химическим составом, атмосферой.
Казалось бы, для изучения физических свойств планеты её нужно как минимум увидеть. Однако это, во-первых, крайне затруднительно, во-вторых, необязательно. Даже если у вас нет возможности наблюдать планету изолированно, можно постараться вычесть из суммарного излучения «звезда+планета» вклад звезды и получить тем самым вклад планеты. Не забывая, конечно, что даже после такого вычитания вы всё равно видите, в основном, не излучение планеты, а излучение звезды, которое так или иначе изменилось в планетной атмосфере.
Возможность подобного вычитания предоставляют «горячие юпитеры» — планеты-гиганты, вращающиеся вплотную к звезде. Если мы видим такую систему в удачном ракурсе — почти с ребра, в ней периодически происходят затмения звезды планетой и планеты звездой. Когда планета находится «сбоку» от звезды, мы видим не только звёздный диск, но и планету в фазе 0,5, то есть половину дневной и половину ночной стороны (как у Луны в первой и последней четверти). Когда планета заходит за звезду (вторичное затмение), мы видим излучение звезды в чистом виде. Когда планета находится между звездой и наблюдателем (первичное затмение), мы видим ночную сторону планеты, а излучение звезды поступает к нам с некоторыми искажениями, внесёнными планетой и её атмосферой.
Конечно, слово «видим» условно. На самом деле мы видим суммарный спектр системы, меняющийся в зависимости от взаимного расположения звезды и планеты: в нём появляются и исчезают линии, меняется наклон определённых участков. При наличии общих представлений о физике планетных атмосфер из этих изменений можно вытащить параметры экзопланетных газовых оболочек.
Первое подобное исследование было опубликовано в 2002 году. Дэвид Шарбонно с коллегами обнаружили, что линии поглощения натрия в спектре звезды HD 209458 становятся более глубокими в те моменты, когда перед звездой проходит планета HD 209458b. По сути, пройдя стопами Ломоносова, они пришли к выводу, что планета «окружена знатной воздушной атмосферой», в состав которой входит как минимум натрий. Нельзя сказать, чтобы это открытие произвело сильное впечатление на современников: ни наличие атмосферы у планеты-гиганта, ни присутствие в ней натрия нельзя назвать совершенно неожиданными.
Куда интереснее оказалось наблюдение линии поглощения водорода в спектре той же звезды, опубликованное годом позже (и с тех пор неоднократно подтверждённое). Она тоже углубляется при прохождении планеты перед звездой. По величине углубления можно оценить, что водородная атмосфера планеты имеет гигантский размер, в несколько раз превышающий размер планеты (а сама планета чуть ли не в полтора раза крупнее Юпитера). На таких расстояниях планета удерживать атмосферу не может, значит, мы наблюдаем не просто атмосферу, а её внешний испаряющийся слой, точнее, испаряющийся хвост, который тянется за планетой.
Протяжённую срывающуюся с планеты водородную атмосферу тоже нельзя назвать сильной неожиданностью. Обширная водородная экзосфера есть даже у Земли, и, кстати сказать, она мешает наблюдать экзосферы внесолнечных планет на орбитальном телескопе им. Хаббла. Что уж говорить о планете, которая летает в нескольких миллионах километров от звезды и разогревается её излучением до тысяч градусов. Тем не менее это стало первым указанием на то, что мы в состоянии наблюдать не просто экзопланетные атмосферы, но происходящие в них процессы.
Важным этапом в исследованиях атмосфер иных планет стал запуск космического телескопа им. Спитцера. Инфракрасный (ИК) диапазон вообще более удобен для наблюдения экзопланет, чем оптический, поскольку в ИК яркость звезды спадает, а яркость планеты, напротив, увеличивается (за счёт собственного теплового излучения). Поэтому менее критической становится главная проблема экзопланетных исследований — грандиозный контраст между звездой и планетой.
Одно из пионерских исследований экзопланетных атмосфер в ИК-диапазоне было опубликовано в 2007 году Хизер Кнатсон и её коллегами. Они наблюдали другую популярную затменную систему «звезда-планета» — HD 189733 и смогли оценить разницу дневной и ночной температур «горячего юпитера» HD 189733b. Предполагается, что у таких планет суточное и орбитальное вращение синхронизованы: планета всегда повёрнута к звезде одной стороной. Поэтому можно ожидать, что дневная сторона будет существенно горячее ночной. У HD 189733b это оказалось не так: температура на подзвёздной стороне составляет примерно 1210 К, а на противоположной — 970 К. Это означает, что планету опоясывают сильные зональные ветры, подобные ветрам на планетах-гигантах Солнечной системы, которые эффективно переносят тепло со светлой стороны планеты на тёмную.
Наблюдения в ИК-диапазоне позволяют исследовать не только атомарный, но и молекулярный состав экзопланетных атмосфер. Причём, как показали последние работы, затмения здесь необязательны. Достаточно, чтобы плоскость орбиты располагалась под небольшим углом к лучу зрения, позволяя поочерёдно наблюдать дневную и ночную стороны планеты. Недавно объектом такого исследования стала планета 51 Peg b. В октябре 2010 года на телескопе VLT «Анту» (Европейская южная обсерватория, Чили) было проведено три сеанса её наблюдений, и в двух из них (16 и 17 октября) в ИК-спектре были уверенно обнаружены полосы поглощения воды и оксида углерода. А на третью ночь (25 октября) полосы пропали! Авторы не исключают, что ими наблюдалось некое погодное явление в атмосфере 51 Peg b. Тут-то бы и начать следить за ней пристально, но увы, конкуренция за наблюдательное время пока не позволила это сделать.
Это всё близкие к звёздам, но далёкие от реалий Солнечной системы «горячие юпитеры». Можно ли что-то сказать об атмосферах планет, которые больше походили бы на наш Юпитер? Можно! Наибольший интерес привлекает сейчас система звезды HR8799. В ней обнаружено четыре планеты-гиганта, причём все они наблюдаются непосредственно, поэтому для них можно получать прямые спектры. Правда, все они крупнее Юпитера, в несколько раз массивнее его и, несмотря на значительное удаление от звезды (от 14 до 68 а.е.), довольно горячи, с температурами порядка 1000 К. Система HR8799 молода; её возраст не превышает нескольких десятков миллионов лет, поэтому планеты ещё не успели растерять тепло, накопленное в процессе формирования.
В марте 2013 года Б. Оппенхаймер и его коллеги представили результаты ИК-спектроскопии всех четырёх планет системы, выполненные при помощи знаменитого пятиметрового телескопа Паломарской обсерватории. Содержание молекул в их атмосферах оказалось различным, причём во всех четырёх. В планете b есть аммиак, ацетилен и углекислый газ, но нет метана, в планете c наблюдаются аммиак и, может быть, ацетилен, но нет ни CO2, ни метана. В планете d есть всё, кроме аммиака, а планета e богата метаном и ацетиленом, но не аммиаком и углекислым газом. Такое разнообразие удивительно, поскольку планеты в целом не особенно отличаются друг от друга ни по массе, ни по размерам, ни по температуре. Возможно, мы просто наблюдаем их в различных климатических обстоятельствах, например в разные времена года?
В общем, как-то незаметно мы пришли к ситуации, когда климат и химический состав атмосфер внесолнечных планет становятся предметом будничного исследования. Интересно, что фантасты, кажется, ничего подобного не предсказывали. Их герои узнавали о погоде на планете, лишь подлетев к ней вплотную. Даже самым смелым писателям не приходила в голову мысль, что о ней можно узнать, не отрываясь от Земли.
http://www.computerra.ru/63108/exoplanet_pogoda/
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

Боты теперь превосходят людей в кибер-обмане

Впечатляющие наблюдения НЛО в Гуаякиль

Загадочный квадрат на Марсе порождает теории

История о Саммервильском свете

Как раскрыть тайну жизни на Марсе

Корабль-призрак времен ВОВ обнаружен у берегов Бразилии

Может ли искусственный интеллект раскрыть тайны НЛО

Мумии инопланетян из Перу разоблачены

Наблюдение за НЛО поразило зрителей в Гуаякиле

Нейтронные звезды создают огромные магнитные поля

Немецкая уфомания

Новаторские открытия на Марсе шокируют

Подледный океан скрывается на спутнике Урана Ариэле

Полиция обнародовала сообщения о НЛО в Эссексе

Попытки обнаружить инопланетную жизнь на Энцеладе

Прорыв ученых в борьбе с раком

Публикация документа об НЛО изменит все

Раскрытие тайн НЛО с высокотехнологичной точностью

Революция в области НЛО в Нью-Джерси

Свинья родила поросенка-мутанта

Сообщение стюардессы о НЛО вызывало бурю

Средневековое захоронение вампира в Хорватии

Странные встречи с аномальным бигфутом

Таинственное двугорбое существо в озере Лох-Несс

Таинственные отпечатки лап, найденные в Блу-Маунтинс

Тайна НЛО в Нью-Джерси

Удар астероида образовал два огромных каньона на Луне

Феномен НЛО в Японии

Шерифы из Вайоминга видели таинственные НЛО

Является ли Библия руководством по НЛО

Астероид-убийца городов может обрушиться на Землю

Астероиды раскрывают секреты древней Солнечной системы

Все ли мы инопланетяне

Действия министерства обороны США в отношении НЛО

Загадочное свечение над Диснейлендом в Орландо

Заметили астероид, который, возможно, направляется к Земле

Искусственный интеллект раскрывает секреты НЛО

Исследование сфер Дайсона не выявили никаких радиосигналов

Исследования НЛО в Канаде становятся более масштабными

Как Земля-близнец помогла обнаружить Землю

Как смартфоны меняют наши небесные горизонты

Канадцы жаждут узнать правду об НЛО

Квантовую телепортацию применили для вычислений

Космомусор и добыча полезных ископаемых на Луне

Может ли астероид Бенну уничтожить Человечество

Огромная экзопланета обнаружена у маленькой звезды

Пилот запечатлел треугольный летательный аппарат

Почему конспирология так популярна

Революция в исследовании НЛО

Самая большая тайна гелиофизики

Смелый шаг Марко Рубио по раскрытию информации об НЛО

Собственность и суверенитет в космосе

Соленая вода уже была в ранней Солнечной системе

Существуют и другие виды с развитой технологией

Удары метеоритов и марсотрясения

Улучшение исследований НЛО в Канаде

Уфологи сталкиваются с неопределенным будущим

Фильм, который может изменить представление об НЛО

Черный треугольный НЛО пролетел над Колумбией

Что пролетело над Делавэром

Агенты-уфологи опасаются, что их уволят из ФБР

Будущее секретного отдела ФБР остается неопределенным

Гёбекли-Тепе - затерянный храм древности

Грань между дипфейком и реальностью стёрта

Даже президенты США не могут разблокировать уфо-файлы

Дух обратился к сталкерам с откровенной фразой

Загадочная Венерианская скрижаль

Зарегистрировано 50 случаев наблюдения НЛО в Висконсине

ИИ OpenAI показал рекорд в 'Последнем экзамене человечества'

ИИ поднимает охоту на НЛО на новую высоту

Имплантат Маска позволяет управлять роботизированной рукой

Канадцы хотят проводить уфо-исследования

Наблюдение НЛО во время шествия в Браге

Неопознанный объект над военной базой вызвал споры об НЛО

НЛО Кэлвина могло быть не более чем оптической иллюзией

Новейшие ИИ нацелены на технологию НЛО

Нью-Джерси может стать лидером в области изучения НЛО

Огромный НЛО замечен в Кембриджшире

Пилот авиакомпании запечатлел черный треугольник

Потрясающие огни в Аргентине вызывают споры об НЛО

Приготовьтесь к межзвездному приключению

Пропитанный мифами странный пляж в Великобритании

Роль квантовой механики в фотосинтезе

Секретный самолет был пойман во время таинственного полета

Станет ли Робби Уильямс уфо-послом Великобритании

Станут ли исследователи НЛО следующими на пути Маска

Тайны ацтеков. Пирамиды, боги и наследие

Устранение пробелов для укрепления национальной безопасности

Уфологи из ФБР опасаются политического давления

Являются ли НЛО новым рубежом для японских законодателей

Грязная камера заднего вида. Решение есть. Моя история установки омывателя в Кох Маркет

Атлантида располагалась на востоке Средиземного моря

Всплывают новые подробности о рабочей группе ФБР по НЛО

Голос дает представление о вашем психическом здоровье

Древняя раса Прямоносых

Загадка алхимической двери Рима

Загадочное послание конспиролога во власти

Захоронение вампира нашли в Хорватии

Землетрясение в Иране и секретное испытание атомной бомбы

Землетрясения на Марсе от метеоритов происходят глубже

ИИ Google будут использовать для оружия или слежки

ИИ и дроны трансформируют исследования инопланетян

Исследования загадочных куполов на Луне

Как различные эмоции воздействуют на наш организм

Калифорнийская волна НЛО захватывает умы

Метод отслеживания таинственных темных экситонов

Можно ли повлиять на продолжительность жизни

Небо от Нью-Джерси до Вирджинии наполнено НЛО

Некоторые из самых необычных встреч с инопланетянами

НЛО вызывают неистовство в небе Аргентины

Откровения об НЛО, прошлые жизни и метафизика

Охотники за НЛО из ФБР опасаются, что Трамп их уволит

Пилот запечатлел треугольный объект в небе Колумбии

Проект НЛО от Netflix выйдет в прокат в 2025 году

Революция в документалистике об НЛО

Ушмаль. Загадки древней цивилизации майя

Чистка Трампа затронет уфологов из ФБР

Что происходит непосредственно перед смертью

Что скрывается за таинственными НЛО в Нью-Джерси

Является ли передовая технология БПЛА современным НЛО

Японское увлечение НЛО

Преимущества обращения в центр реабилитации после инсульта

Белый карлик демонстрирует 19 режимов пульсации

ВМФ США испытывают лазерное оружие

Гравитационные волны - ключ к космической коммуникации

Как улучшить поиск гравитационных волн

Мы на пороге раскрытия секретов НЛО

НЛО замечен во время шествия в честь Святого Винсента

НЛО на Багамах ошеломило экспертов

Оперативная группа ФБР по НЛО выражает обеспокоенность

Описание ночного приземления НЛО в Польше

Особенности атмосферы WASP-121b бросают нашему пониманию

Откровения о тайных операциях правительства США

Охотник на Несси заметил горбатое существо

Первый прямой поиск светлой и темной материи

Пилот снял черный треугольный НЛО

Поиск внеземной жизни начался 30 лет назад

Поклонники НЛО становятся более активными в Японии

Полицейские управления готовятся к встрече с НЛО

Принятие суждений ИИ о моральных решениях

Разоблачения НЛО могут изменить наше представление о небе

Раскрыто существование неофициальной группы ФБР по НЛО

Редкий и загадочный космический взрыв

Секретная группа ФБР по НЛО может быть расформирована

Современные технологии изменяют охоту на НЛО

Странные особенности Марса вызваны гейзерами

Таинственный всплеск наблюдений НЛО в Нью-Джерси

У нового астероида есть шанс столкнуться с Землей

У ФБР есть секретный отдел по борьбе с НЛО

Устройство для обнаружения неуловимой темной материи

Уфологи из ФБР опасаются чисток

Что на самом деле освещает наше небо

Викинги были великанами

Воздушный шар мог бы исследовать Венеру бесконечно

Документы Трампа о НЛО могут изменить все

Загадка полигональной кладки. Стены Винапу

Загадка Сайхуитского монолита

Загадочное видео с НЛО разжигает во всем мире ажиотаж

Идеальный костюм для конспирологов

Искусственный интеллект вреден для окружающей среды

Как управлять космическим аппаратом НАСА

Маск поддержал исследование странной формации на Марсе

Материалы для поддержания жизни нашли на Бенну

Медитация и токсичная культура

Неужели мы на пороге открытия НЛО

Популярные у НЛО находятся в Северной Дакоте

Пора приступить к классификации экзопланетных систем

Посещения сверхсекретной Зоны 51

Потенциал Солнечной системы для возникновения жизни

Правда, стоящая за недавними наблюдениями НЛО

Приземление железного шара в России

Призрак бьёт стаканы в баре графства Саффолк

Проект НЛО от Netflix отправит вас в приключение

Раскрыта тайна НЛО в Ливерпуле

Самовосстанавливающиеся дороги становятся реальностью

Системы ИИ с неприемлемым риском запрещены в ЕС

Смогут ли США быстрее всех добраться до Марса

Странные наблюдения НЛО часто происходят в Гуаякиле

Треугольный НЛО освещает Гуаякиль

Фильм об НЛО, призванный поколебать убеждения зрителей

Человечество, возможно, создало инопланетян

Шокирующее наблюдение НЛО захватило Сакатекас

Где купить Айфон последней модели в Крыму

SPC-ламинат, что это и почему он завоевал популярность

Тренды в дизайне серег в 2025 году

Емкость рынка бьюти-услуг в ЮЗАО

Подписка на новости
Наверх
Яндекс.Метрика