|
Молекулы помогут обнаружить планеты-невидимки
|
|
|
|
Астрономы во главе с Енсом Хуэймакерсом (Jens Hoeijmakers) из Женевского университета придумали новый способ поиска экзопланет. Авторы предлагают искать в спектре звезды следы молекул, которых на самом светиле заведомо быть не может, потому что оно слишком горячее. Подробности метода и результаты первых тестов описаны в научной статье, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics.
|
|
|
|
Как известно, планеты не испускают собственного света. Они "светятся" отражённым излучением своих звёзд. При этом расстояние между экзопланетой и материнским светилом очень мало по сравнению с дистанцией до Земли. Поэтому в телескоп, как правило, невозможно различить их как два отдельных объекта. Лишь для очень немногих миров, чрезвычайно далёких от родительских звёзд, удалось получить такие изображения.
|
|
|
Как правило, планеты обнаруживают другими способами. Самые плодотворные из них – это метод транзитов и метод лучевых скоростей. Для каждого из остальных алгоритмов поиска, которых довольно много, найденные миры можно буквально пересчитать по пальцам.
|
|
|
|
Если астрономам уже известно, что у звезды есть планета, они могут сказать кое-что о химическом составе последней (поясним, что в данном случае частью планеты считается и её атмосфера, если таковая есть). Дело в том, что спектр отражённого небесным телом света несёт в себе "отпечаток" молекул и атомов, из которых оно состоит. Поэтому, хотя для телескопа свет звезды и свет планеты сливаются в один поток, из него можно выудить "химический след" планеты.
|
|
|
|
Хуэймакерс и его коллеги сделали следующий логичный шаг: если мы умеем различать следы "планетарных" веществ в спектре светил, почему бы не использовать их для поиска экзопланет?
|
|
|
|
Здесь, разумеется, можно задать вопрос: как узнать, что наблюдаемый "химический отпечаток" оставлен именно планетой, а не самой звездой? Авторы дают на него простой ответ: нужно искать молекулы, которые не могут существовать на звёздах по той причине, что звёзды горячие.
|
|
|
|
Например, такими веществами могут быть аммиак (NH3) и метан (CH4). Простые по структуре и собранные из распространённых химических элементов, эти молекулы должны входить в состав планет. В то же время звёздной температуры они не выдерживают. Так же часто должны встречаться угарный газ и вода, но молекулы этих веществ очень прочны, и, например, в атмосфере Солнца они есть. Их можно использовать для поиска экзопланет только у самых жарких светил.
|
|
|
|
Чтобы опробовать метод, астрономы использовали архивные изображения звезды бета Живописца, полученные с помощью инфракрасного спектрографа SINFONI. Известно, что вокруг неё обращается огромная планета бета Живописца b. Авторы искали следы этого объекта на длинах волн, соответствующих различным веществам.
|
|
|
|
Выяснилось, что экзопланета прекрасно видна в линиях H2O и CO. Дело в том, что бета Живописца как раз настолько горяча, что даже эти прочные молекулы не выживают на её поверхности. Они могут существовать только на планете, но не на самой звезде.
|
|
|
|
"Сосредоточив внимание на молекулах, присутствующих только на изученной экзопланете и отсутствующих на её родительской звезде, наша техника эффективно "стёрла" звезду, оставив только экзопланету", – объясняет Хуэймакерс в пресс-релизе исследования.
|
|
|
|
Что любопытно, в линиях метана и аммиака никакого следа искомого объекта обнаружить не удалось. Хотя, исходя из сегодняшних знаний о строении планет, можно было бы ожидать наличия этих газов. Из этого исследователи делают вывод, что не только на звезде, но и на планете слишком жарко для этих веществ, и они распадаются. И действительно, по результатам независимых наблюдений температура поверхности беты Живописца b доходит до 1700 градусов по Цельсию.
|
|
|
|
"Вот почему этот метод позволяет нам не только обнаруживать [химические] элементы на поверхности планеты, но и определять температуру, которая царит там", – говорит Хуэймакерс.
|
|
|
|
В дальнейших планах астрономов применить новую методику к данным ещё нескольких инструментов, чтобы накопить статистику.
|
|
|
|
"Этот метод находится только в зачаточном состоянии, – признаётся Хуэймакерс. – [Но] он должен изменить то, как изучаются планеты и их атмосферы. Мы очень рады будем увидеть, что он даст на ещё не вступивших в строй спектрографах, таких как ERIS на "Очень большом телескопе" в Чили или HARMONI на "Чрезвычайно большом телескопе", который заработает в 2025 году, также в Чили", – заключает Хуэймакерс.
|
|
|
|
Напомним, что "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали и о других экзотических способах открытия планет. Например, мы говорили о том, как гравитация помогла открыть новые миры в другой галактике. Не обошли мы вниманием и спектры экзопланет, рассказав, следы каких веществ могут говорить о наличии жизни.
|
|
|
|
Источник
|
