Замечательный сосед: лучший кандидат на изучение атмосферы чужих миров
Ученые назвали экзопланету, которая идеально подходит для детального изучения ее атмосферы — уникальной возможности познакомиться с неизвестным нам миром
Gliese 486 b представляет собой мир, который, по мнению астрономов, может быть похож на Венеру — каменистый, горячий и, возможно, обладающий атмосферой (хотя она и будет намного тоньше, чем у Венеры). Примечательно, что планета отвечает всем критериям, на которые ориентируются ученые, пытаясь найти экзопланетные атмосферы и исследовать их с помощью телескопов следующего поколения.
Мало того, что она расположена совсем недалеко от Земли, так еще и крайне удачно пролетает между нами и своей звездой, относительно прохладным и спокойным красным карликом, что аккуратно подсвечивает атмосферу планеты сзади. Это обстоятельство также идеально подходит для спектроскопии, которая позволяет анализировать состав атмосферы.
Почему изучать атмосферу других миров так сложно? Что ж, обычно мы обнаруживаем планеты в космосе двумя способами, основанными на их влиянии на звезды.
Есть доплеровская спектроскопия: она засекает очень слабое колебательное движение звезды, когда та вступает в гравитационное взаимодействие с экзопланетой.
И есть транзитная фотометрия, которая позволяет выделить очень слабые изменения в свете звезды, когда экзопланета проходит транзитом или движется перед звездой, частично скрывая ее свет от наблюдателя с Земли (все равно, что пронести рисовое зернышко перед огромным светильником).
Чтобы изучить атмосферу экзопланеты, астрономы ищут незначительные изменения в спектре длин волн звезды, когда планета движется вокруг нее. Некоторые длины волн поглощаются или излучаются элементами атмосферы, что проявляется в виде более темных или более ярких линий в спектре; их можно использовать для выяснения химического состава атмосферы.
Как вы понимаете, это довольно сложно сделать. Экзопланеты очень далеки, и сигналы, о которых мы говорим, чрезвычайно слабые.
В идеале, чтобы иметь возможность изучать атмосферу, вам нужно несколько ключевых вещей. Во-первых, звезда и ее планеты должны быть к нам как можно ближе. Во-вторых, звезда должна быть достаточно яркой, чтобы спектрометры работали корректно. И, конечно же, сама транзитная экзопланета в идеале должна быть на короткой орбите, чтобы можно было наблюдать за несколькими транзитами за короткое время, а затем складывать полученные результаты для усиления сигнала.
Примечательно, что если орбита слишком короткая и экзопланета находится очень близко к звезде, то это обстоятельство может сделать ее слишком горячей для спектроскопических наблюдений.
Было обнаружено, что Gliese 486 b, чьи показатели с высокой точностью измерили с помощью доплеровской спектроскопии и транзитной фотометрии, прекрасно вписывается практически во все требования. «Близость Gliese 486 b позволила нам измерить ее массу с беспрецедентной точностью благодаря инструментам CARMENES и MAROON-X», — пояснил в интервью порталу ScienceAlert астроном Трифон Трифонов из Института астрономии Макса Планка.
Исследовательская группа определила, что экзопланета примерно в 1,3 раза больше Земли и примерно в 2,8 раза выше ее по плотности. Это предполагает состав, богатый металлами, характерный (к примеру) для Земли или Венеры. Планета также очень близка к своей звезде, ее орбита составляет всего 1,5 дня.
Однако, поскольку родная звезда Gliese 486 b является холодным красным карликом, средняя температура экзопланеты составляет всего 430 градусов по Цельсию. Эти условия могут показаться нам крайне негостеприимным, но при этом они отлично подходят для атмосферных наблюдений.