Область исследований экзопланет продолжает стремительно расти. Благодаря таким миссиям, как Космический телескоп Keplerболее четырех тысяч
Например, группа астрономов была в состоянии изобразить поверхность планеты, вращающейся вокруг звезды красного карлика впервые. Используя данные из НАСА Космический телескоп Spitzerкоманда смогла дать редкий взгляд на условия на поверхности планеты. И хотя эти условия были довольно неблагоприятными - сродни чему-то вроде Аида, но с меньшим количеством воздуха для дыхания - это представляет собой большой прорыв в изучении экзопланет.
Как они указали в своем исследовании, которое недавно появилось в журнале Природапланета, которую они наблюдали (LHS 3844b), представляет собой земное (он же скалистое) тело, которое вращается вокруг крутой звезды M-типа (красный карлик), расположенной в 48,6 световых лет от Земли. Эта планета была первоначально обнаружена Транзитный спутник Exoplanet Survey (TESS) в 2018 году, в 1,3 раза больше радиуса Земли, и вращается вокруг своей звезды с периодом в 11 дней.
Верный своему названию, TESS обнаружил планету с использованием Транзитного метода, где периодические провалы в яркости звезды являются признаками того, что планета проходит перед ней (то есть, проходит) относительно наблюдателя. Во время последующих наблюдений с использованием данных SpitzerБлагодаря инфракрасной матричной камере (IRAC) команда смогла обнаружить свет на поверхности LHS 3844b.
Обычно это трудная перспектива, потому что свет, отраженный от поверхности планеты, заглушается гораздо более ярким светом, исходящим от звезды. Тем не менее, так как планета вращается так
Это наблюдение было впервые Spitzer Данные были в состоянии предоставить информацию об атмосфере земной планеты вокруг карлика M-типа. Это особенно обнадеживает, поскольку карлики М-типа являются наиболее распространенным типом звезд во Вселенной, на которые приходится 75% звезд только в Млечном Пути. Они также являются наиболее долгоживущими и способны оставаться в своей основной последовательности до 10 триллионов лет.
К сожалению, результаты оказались менее чем обнадеживающими в том, что касается поиска «потенциально обитаемых» планет. На основе орбиты планеты и данных, полученных Spitzerна планете практически нет атмосферы, и, вероятно,
Это было сделано с помощью поверхностного альбедо LHS 3844b (то есть его отражающей способности), которое было довольно темным. Рэнью Ху, ученый-экзопланет из Лаборатории реактивного движения НАСА и соавтор исследования, со своими коллегами пришел к выводу, что это, вероятно, было результатом того, что поверхность была покрыта базальтом, разновидностью вулканической породы.
«Мы знаем, что кобыла Луны
Другой, менее обнадеживающей находкой была незначительная теплопередача, которая происходит между днем и ночью планеты. Команда узнала об этом, измерив разницу температур между двумя сторонами планеты. В этом отношении LHS 3844b снова сопоставим с Меркурием и Луной - двумя телами, которые практически не имеют атмосферы и испытывают огромные колебания температуры между дневной и ночной сторонами.
Как объяснила Лаура Крейдберг, исследователь из Гарвардского и Смитсоновского центров астрофизики (CfA) и ведущий автор нового исследования, отсутствие атмосферы было наиболее вероятным объяснением той экстремальной вариации, которую они видели. «Температурный контраст на этой планете настолько велик, насколько это возможно», - сказала она. «Это прекрасно сочетается с нашей моделью
Тем не менее, последствия этого исследования весьма глубоки. Помимо того, что астрономы впервые смогли изобразить поверхность скалистой планеты, вращающейся вокруг звезды красного карлика (само по себе значительное достижение), она также может пролить свет на то, как со временем теряются планетарные атмосферы. Это чрезвычайно важно, когда дело доходит до поиска потенциально пригодного для жилья
Рассмотрим Марс, иначе известный как «Двойник Земли». В то время как Земле удалось сохранить свою атмосферу и (как следствие) жидкую воду на своей поверхности, Марс потерял свою атмосферу в течение миллиардов лет до такой степени, что у нее было примерно 0,5% атмосферного давления Земли. Это объясняется тем, что Марс терял свое магнитное поле вскоре после того, как планета образовалась и остыла.
Из-за этого поверхность Марса претерпела резкое изменение климата, когда все его поверхностные воды были потеряны. Изучение скалистых экзопланет, которые потеряли свою атмосферу - особенно те, которые вращаются вокруг самой распространенной звезды во Вселенной - могли бы
«У нас есть много теорий о том, как планетарные атмосферы живут вокруг M карликов, но мы не смогли изучить их эмпирически. Теперь, с LHS 3844b, у нас есть земная планета вне нашей солнечной системы, где мы впервые можем наблюдать, что атмосферы нет ».
По сравнению с нашим Солнцем (желтой карликовой звездой G-типа) красные карлики М-типа излучают меньше общего света, но имеют высокий уровень ультрафиолетового излучения. Это не только может быть вредным для жизни в больших дозах, но и разрушать атмосферу планеты. Более того, красные карлики особенно сильны в молодости и производят много вспышек, что приводит к выбросам радиации и частицам, которые могут разрушить атмосферу планеты.
Конечно, это последнее исследование не совсем внушает радужный взгляд на скалистые планеты, которые вращаются вокруг звезд М-типа. И поскольку есть исследования, которые показывают, что системы красных карликов могут быть наиболее вероятным местом для обнаружения каменистых планет, которые вращаются в пределах обитаемой зоны звезды (ГЦ), это также не сулит ничего хорошего для изучения обитаемости. Но, как сказал Крейдберг, эти выводы ни в коем случае не являются универсальными:
«Я все еще надеюсь, что другие планеты вокруг М-гномов смогут сохранить свою атмосферу. Земные планеты в нашей солнечной системе чрезвычайно разнообразны, и я ожидаю, что то же самое будет справедливо для систем экзопланет ».
В то же время астрономы в восторге от результатов этого исследования из-за того, что это означает для исследований экзопланет. В ближайшие годы запуск Космический телескоп Джеймса Вебба - который обладает значительно более продвинутыми возможностями ИК-визуализации - позволит проводить прямые исследования изображений на скалистых планетах, которые вращаются вокруг звезд красных карликов.
Они включают Проксиму b, ближайшую планету за пределами нашей Солнечной системы, и семипланетную систему TRAPPIST-1. Уже, Spizter использовал свой инструмент IRAC для сбора данных о системе TRAPPIST-1, которая показала, что некоторые из них, вероятно, содержат водяной лед. Кроме того, в следующем десятилетии появятся несколько наземных телескопов, которые позволят проводить прямые исследования близлежащих экзопланет.
Как раз вовремя, так как НАСА планирует прекратить Spitzer/ Деятельность IRAC к февралю 2020 года в качестве меры экономии. Так же, как кочка а также Kepler, Spitzer помог указать путь к будущим открытиям!
