Вселенная сегодня


Новости космоса и астрономии



Всемирное координированное время (UTC): Понедельник, 23.10.2017, 17:45

Вселенная Сегодня » 2013 » Май » 18 » Блокирование света проливает новый свет на атмосферы экзопланет

18.05.2013
Блокирование света проливает новый свет на атмосферы экзопланет
Автор: Shannon Hall



Kepler-16b не единственный пример сверхъестественного мира. Он вращается вокруг двух солнц. Предоставлено: Discovery.

Экзопланеты таинственны. Некоторые, кажется, вышли из самых лучших научно-фантастических фильмов. Например, мы открыли планету, состоящую исключительно из воды (GJ 1214b), и планету с двумя солнцами (Kepler 16b). Некоторые планеты почти задевают свои звезды раз в орбиту, в то время как другие существуют в темноте вовсе без хозяйской звезды. Область исследования экзопланет движется за пределы обнаружения экзопланет к описанию их характеристик - понимание, какие молекулы существуют, и могли бы они приютить жизнь.

Ключевой элемент исследования в описании характеристик этих чужих миров - это наблюдение их атмосфер. Но насколько точно астрономы это выполняют? Мы не можем просто подтянуть планету к нам, чтобы взглянуть ближе. Также невероятно трудно непосредственно отобразить их атмосферы издалека. Почему? Звезды невероятно яркие по сравнению с их маленькими, едва отражающими, близлежащими экзопланетами. Поэтому непосредственное изображение атмосферы экзопланеты представляется проблемой - до недавнего времени.

Может быть сложно непосредственно сфотографировать атмосферу экзопланеты, но астрономы всегда имеют несколько трюков в рукавах. Первый в монтировании инструмента, называемого коронограф на вашем телескопе. Этот инструмент ретуширует свет звезды, оставляя изображение только экзопланеты. Еще один трюк, известный как адаптивная оптика, в том, чтобы отправить лазерный луч через атмосферу. Изменения в лазере позволяют нам отслеживать изменения в атмосфере, обеспечивая коррекции, чтобы очистить и сгладить изображение.

HR 8799, большая звезда, окруженная четырьмя известными гигантскими планетами, находится относительно близко (помните, что "близко" - это способ астрономов сообщить о том, что она еще достаточно далеко, или в этом случае на расстоянии 130 световых лет). В 2008 году три из планет были напрямую отображены с помощью телескопов Gemini и Keck, Гавайи. В 2010 году четвертая планета, которая была самой близкой к звезде и поэтому самой трудной для обнаружения, была напрямую отображена телескопом Keck.


Фотография системы HR 8799. Звезда заретуширована, и можно увидеть все четыре планеты. Предоставлено: Oppenheimer et al. 2013.

Прямое изображение атмосферы экзопланеты может сообщить нам, какого цвета атмосфера, и насколько плотная она, но и дает нам немного больше информации. Нам нужно знать состав атмосферы - специфические молекулы и их распространенность, которые присутствуют в самой атмосфере. Если мы обращаемся к вопросу обитаемости, нам нужно знать, есть ли вода в атмосфере или может быть диоксид углерода.

Ключ в креплении спектрографа на телескопе. Вместо сбора всего света от планеты, этот свет разбивается на спектр длин волн. Представьте наблюдение радуги после грозы. Эта радуга просто свет от Солнца, который разбит на все видимые длины волн из-за ледяных кристаллов в нашей атмосфере. Молекулы испускают свет в особых длинах волн, оставляя хорошо известные отпечатки, которые можно идентифицировать в лаборатории на Земле, в радуге в небе, или в спектре экзопланеты, расположенной на расстоянии 130 световых лет.

Когда астрономы смонтировали свой инструментарий (т.е. коронграф, систему адаптивной оптики, и спектрограф), известный как Project 1640 на борту телескопа Palomar 5m Hale, они смогли пролить новый свет на систему HR 7899. Только в прошлом месяце одна из ее экзопланет показала смесь водного пара и моноксида углерода в своей атмосфере, но история изменилась.

Project 1640 наблюдал не одну, а четыре атмосферы сразу. Gautam Vasisht из JPL объясняет, "через один лишь час мы смогли получить точную информацию о составе четырех планет вокруг одной чрезвычайно яркой звезды". Эти четыре экзопланеты, как полагают, были ровесниками, в том, что они образовались из протопланетного диска примерно в одно и то же время. Они также имеют одну и ту же светимость и температуру, приводя к допущению, что они примерно похожи друг на друга. Но результаты показывают, что они все имеют радикально отличающиеся спектры, и поэтому различные химические составы!

Более конкретно, HR 8799 b и d содержат диоксид углерода, b и c содержат аммиак, d и e содержат метан, и b, d, и e содержат ацетилен. Заметили несколько тенденций? Их на самом деле нет! Эти планеты не только отличаются друг от друга, они также отличаются от других известных объектов. Ацетилен, например, никогда убедительно не обнаруживали в суб-звездных объектах за пределами солнечной системы. Хотя разнообразные спектры представляют много вопросов, одна вещь ясна: многообразие планет должно быть больше, чем ранее полагали!

Это только первая система с экзопланетами, для которой мы получили прямые спектры всех атмосфер экзопланет. Project 1640 будет проводить 3-х годовой обзор из 200 близлежащих звезд. Надежда в том, чтобы найти горячие Юпитеры, расположенные далеко от своей хозяйской звезды. Хотя это то, что  текущая техника позволяет астрономам обнаруживать, это также научит астрономов, как образуются планеты, похожие на Землю.

"Внешние гигантские планеты диктуют судьбу скалистым планетам как Земля. Гигантские планеты могут мигрировать в направлении звезды, и в процессе притягивать меньшие скалистые планеты вокруг или даже выталкивать их из системы. Мы смотрим на горячие Юпитеры прежде, чем они мигрируют к звезде, и надеемся понять больше о том, как и когда они могут влиять на судьбу скалистых внутренних планет", объяснил Vasisht.

В попытке понять наг собственный синий мрамор, астрономы направляют свои телескопы на странные миры на расстоянии световых лет. Project 1640 будет блокировать свет отдаленных звезд для того, чтобы пролить свет на отдаленные миры, а также наш собственный.

Источники: Jet Propulsion Laboratory, и B. R. Oppenheimer et al. 2013 ApJ 768 24.


Название прочитанной вами статьи "Блокирование света проливает новый свет на атмосферы экзопланет".

Похожие статьи:
Категория: Астрономические открытия | Просмотров: 1738 | Теги: атмосфера, Project 1640, экзопланеты, астрономия | Рейтинг: 0.0/0
Читайте также:
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]