» » Ученым впервые удалось изучить атмосферу нетранзитной экзопланеты

Ученым впервые удалось изучить атмосферу нетранзитной экзопланеты

Ученым впервые удалось изучить атмосферу нетранзитной экзопланеты

Наблюдение далеких планет с Земли может быть не менее эффективным, чем с помощью космических телескопов: голландским астрономам удалось изучить атмосферу и орбиту классической экзопланеты, пользуясь только«наземными» данными.

Изящная методика открывает новые горизонты в исследовании экзопланет, которые не могут похвастаться наличием затмения родительской звезды, считавшегося ранее необходимым условием для наблюдения атмосферы планеты.

Еще столетия назад философы и ученые(среди них – Джордано Бруно и Исаак Ньютон) предполагали наличие планет, расположенных за пределами Солнечной системы. Они интересовали людей не столько с точки зрения познания окружающего мира, строения и эволюции Вселенной, сколько и в связи с возможностью обнаружения внеземных цивилизаций. Попытки обнаружить такие планеты предпринимались начиная с XIX века, но до 1992 года у людей не было технических возможностей, чтобы подтвердить или опровергнуть предположения об их существовании, а также выяснить, насколько они похожи на планеты Солнечной системы.

Планеты, находящиеся за пределами Солнечной системы, получили название экзопланет(«внепланет») или внесолнечных планет. В настоящее время их известно не так уж и мало: 778. В целом, согласно приблизительным оценкам ученых, на самом деле в одном только Млечном Пути существует как минимум 160 млрд планет, связанных со звездами, а счет«свободных» планетоподобных тел идет уже на триллионы.

Однако большинство известных в настоящее время экзопланет – планеты-гиганты типа Юпитера и Нептуна. Причиной этого отчасти является тот факт, что большие планеты легче обнаружить. Однако предполагается, что число планет, массы которых сравнимы с массой Земли, на самом деле превышает число планет-гигантов во Вселенной. Любая планета является крайне слабым источником света по сравнению со звездой, вокруг которой она обращается. Помимо трудностей, связанных с обнаружением столь слабого источника излучения, свет от родительской звезды вызывает на экзопланете блики, затрудняющие ее наблюдение. По этим причинам

возможность непосредственного наблюдения имеется менее чем у 5% внесолнечных планет.

Поэтому большая часть экзопланет была открыта с помощью других, косвенных методов наблюдения. Наиболее эффективным из них является наблюдение прохождения планеты по диску родительской звезды –«транзит», подобно тому что наблюдали земляне 6 июня при прохождении Венеры по диску Солнца. Для транзитных планет во время такого«затмения» ученым удается более точно определять размеры и характеристики орбиты, а также изучать атмосферу.

Маттео Броги, Игнас Шнеллен и Джейн Биркби из Лейденской обсерватории(Нидерланды) совместно с группой ученых из Массачуссетского технологического института(США), Института космических исследований(Нидерланды) и Университета города Торонто(Канада) исследовали экзопланету, обращающуюся вокруг горячей звезды тау в созвездии Волопаса(тау Волопаса). Это одна из самых ярких и самых близко расположенных к Солнечной системе экзопланет, одна из первых обнаруженных экзопланет вообще, а ее орбитальный период составляет всего несколько дней. Их работу публикует журнал Nature.

Несмотря на то что эта планета не является транзитной, астрономам удалось надежно определить параметры ее орбиты и даже изучить атмосферу.

Ученым впервые удалось изучить атмосферу нетранзитной экзопланеты

.

Наблюдения проводились в интервале длин волн от 2287,5 до 2345,4 нм с помощью спектрографа, расположенного на очень большом телескопе(VLT, The Very Large Telescope), в течение трех ночей в апреле 2011 года и покрыли заметный участок планетарной орбиты(см. рисунок выше). VLT принадлежит Европейской южной обсерватории(ESO) и располагается в предгорьях Анд на горе Паранал на высоте 2600 м. С помощью спектра дневной стороны планеты, которая освещается материнской звездой(светло-серый участок планеты на рисунке), астрономы смогли определить параметры орбиты и массу экзопланеты, не являющейся транзитной.

Ученые определили, что орбита экзопланеты практически круговая, а отношение масс звезды и планеты планетарной системы тау Волопаса составляет 235,8, причем масса звезды равна 1,34 солнечной массы, а масса планеты – 5,95 массы Юпитера. Используя найденное отношение масс и полученное значение орбитального периода экзопланеты, с помощью третьего закона Кеплера астрономами была получена скорость движения планеты по орбите: она оказалась равной 157 км/с(или 565 км/ч, что приблизительно в 2 раза меньше, чем скорость звука в воздухе в сухую ясную погоду). Наклонение орбиты i составило 44,5?.

Также авторы смоделировали спектр атмосферы экзопланеты. Для того чтобы сравнить его с наблюдательными данными, им пришлось сделать предположения по поводу отношения радиусов звезды и планеты, ведь поскольку экзопланета звезды тау Волопаса не является транзитной, то мы не можем оценить его непосредственно из наблюдений. В результате исходя из среднего радиуса для 17 известных транзитных планет с массами в интервале от 3 до 9 масс Юпитера радиус экзопланеты в системе тау Волопаса был принят равным 1,15 радиуса Юпитера, а радиус материнской звезды ученые оценили в 1,46 радиуса Солнца.

Было обнаружено, что у экзопланеты звезды тау Волопаса температура атмосферы уменьшается с увеличением высоты, в то время как у других экзопланет, подверженных интенсивной радиации со стороны горячих родительских звезд, наблюдается обратный эффект(т.н. температурная инверсия)

Наблюдаемая сильная хромосферная активность в атмосфере родительской звезды позволила предположить, что в атмосфере планеты тау Волопаса соединения, которые отвечают за температурную инверсию, разрушаются под действием ультрафиолетового излучения горячей материнской звезды.

Исследуя планетную систему тау Волопаса с поверхности земли, астрономы смогли корректно решить еще одну немаловажную задачу –«очистить» спектры звезды и планеты от линий излучения земной атмосферы(т.н. теллурических линий). Поэтому важным результатом проделанной работы помимо определения параметров планетной системы тау Волопаса является то, что

не только космические исследования, но и спектроскопические наблюдения с поверхности Земли могут быть ценным инструментом для детального анализа структуры, температуры и химического состава атмосфер экзопланет, не являющихся транзитными.

Это открывает большие возможности для изучения огромного числа далеких планетных систем, полноценное исследование которых ранее было невозможно.

ESO(The European South Observatory) – межгосударственное астрономическое учреждение, самое крупное в Европе. В настоящее время это самая продуктивная астрономическая обсерватория в мире. Штаб-квартира и центр ESO находятся в Германии и Чили, а телескопы расположены в Чили, в трех местах с уникальным астроклиматом, где воздух настолько сухой, а небо так прозрачно и спокойно, что астрономы имеют возможность получать качественные изображения небесных тел практически круглый год. Европейские коллеги предложили России присоединиться к этой организации, однако идея пока не нашла отклика у отечественных руководителей науки.

gazeta.ru.
30 сентябрь 2015 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Экзопланета движется вокруг своей звезды в обратном направлении

Ученые попытались выяснить, почему в одной из планетарных систем планета движется в обратном направлении по орбите своей звезды. Недавно исследователи изучали довольно причудливую планетарную

Найдены «скользящие» экзопланеты

Группа американских исследователей сообщила об обнаружении нескольких кандидатов в экзопланеты с орбитальным периодом всего четыре часа. Если предварительные данные, полученные с помощью телескопа

Ученые могут исследовать экзопланеты выявленные в Солнечной системе

В ходе полученных данных от миссии Cassini НАСА, можно сделать отчет об атмосфере экзопланет. Главным исследовательским объектом стал спутник планеты Сатурн, Титан. Во время прохождения туманной

Астрономы впервые нашли на горячем нептуне водяной пар

Ученые из США, Чили, Великобритании и Швейцарии впервые обнаружили в атмосфере небольшой экзопланеты следы водяного пара. Ранее астрономам удавалось проводить такие наблюдения только с большими

Учёные обнаружили воду в атмосфере горячего юпитера

Научно-исследовательская группа американских учёных обнаружила водяные пары в атмосфере планеты за пределами нашей Солнечной системы. Команда, в состав которой входят специалисты из военно-морской

Каждая третья звездная система галактики потенциально обитаема

Астрономы, работающие на спектрографе HARPS, опубликовали первые оценки количества потенциально обитаемых экзопланет, полученные на основе прямых наблюдений. По их словам, 41 процент систем красных
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Чем так популярны светодиодные светильники?Российское инженерное дело в истории (часть 12)Что такое стресс и как с ним боротьсяОригинальные картриджи в интернет-магазине GreentexРоссийское инженерное дело в истории (часть 14)Вирусы папилломы человека 16 и 31 типаУмные смарт часыРоссийское инженерное дело в истории (часть 13)