«Джеймс Уэбб» сможет отличить подобную Земле экзопланету от экзо-Венеры
Астрономы уже обнаружили более 5,5 тысячи экзопланет, и это число растет с каждым днем. Ученые надеются вскоре найти потенциально обитаемые планеты, похожие на нашу Землю. Четверо американских исследователей использовали моделирование, чтобы узнать, сможет ли космический телескоп «Джеймс Уэбб» различить «нужную» экзопланету.
Для моделирования группа исследователей под руководством Колби Остберга из Калифорнийского университета выбрала шесть планет, похожих на Землю, и шесть планет, похожих на Венеру, которые находятся на расстоянии 40 световых лет друг от друга и имеют различный уровень содержания углекислого газа (CO2) и облачного покрова в их атмосферах. Смоделированные планеты вращались вокруг звезды, идентичной TRAPPIST-1.
Выбор пал на TRAPPIST-1, поскольку это одна из самых многообещающих планетных систем, где может скрываться потенциально обитаемая планета, похожая на Землю. В ее центре расположена тусклая звезда — красный карлик, что делает наблюдения за планетами системы намного проще, чем за теми, что вращаются вокруг такой яркой звезды, как Солнце. В системе есть семь скалистых экзопланет, три или четыре из которых могут находиться в пределах обитаемой зоны звезды. Телескоп «Джеймс Уэбб» уже наблюдал две ближайшие планеты и обнаружил, что их поверхность представляет собой голые скалы, больше похожие на Меркурий, чем на Землю.
В симуляции авторы использовали прибор телескопа «Уэбб» NIRCSpec, который предназначен для наблюдения длины волн света, исходящих от далеких экзопланет. Инструмент видит различные соединения в атмосфере в виде узоров и всплесков в спектрах, что дает исследователям информацию о том, какие химические соединения есть на планете. Однако данные не всегда точные, поскольку спектральные сигнатуры некоторых молекул скрывают другие или имитируют их, что затрудняет наблюдения. Например, такие облака, как на Венере, или дымка могут мешать обнаружению молекулярных форм или атмосферы в целом.
Исправить эту проблему возможно, считают авторы исследования и приводят несколько возможных решений. Во-первых, чтобы определить, есть ли у планеты атмосфера, независимо от того, похожа ли она на Землю или Венеру, нужно, прежде всего, искать углекислый газ (CO2). Его довольно легко обнаружить, и он виден даже на планетах с дымкой и облаками. Однако чтобы различить «экзо-Землю» от «экзо-Венеры» одного углекислого газа маловато.
Ученые также предлагают учитывать диоксид серы (SO2), который вступает в реакцию с водяным паром, поэтому не может быть обнаружен на «влажной» планете, подобной Земле, что говорило бы о том, что наблюдаемая планета «сухая» и похожа на Венеру. При этом стоит отметить, что на самой Венере в действительности не так много SO2, поскольку ультрафиолетовое излучение Солнца практически уничтожило это соединение. Однако вокруг красного карлика, подобного TRAPPIST-1, диоксид серы сохранялся бы намного дольше, поэтому исследователи считают возможным его обнаружение на «экзо-Венере».
В то же время при поиске планеты, похожей на Землю, ученые рекомендуют сфокусироваться на обнаружении метана. Во-первых, существуют особенности поглощения метана, которые не проявляются на Венере и венероподобных экзопланетах. Более того, если метан будет обнаружен в паре с кислородом, это может свидетельствовать о существовании жизни на планете. По результатам исследования ученые сделали вывод, что найти признаки «экзо-Земли» будет проще, чем «экзо-Венеры».
Самое популярное
