Подпишитесь на нашу ежедневную рассылку с новыми материалами

Наука


Александр Березин,

Нанести на карту поверхность экзопланеты очень полезно. Представим, что вы — инопланетный астроном с земными средствами наблюдения, смотрящий на Солнечную систему от далекой звезды.

Хотя облачность может скрывать значительную часть планетарной поверхности, она и сама по себе неплохой источник информации. Иллюстрация The Daily Galaxy

В лучшем случае при приличном финансировании и неплохом везении вы, как это недавно удалось одной группе земных ученых, сможете выявить состав атмосферы планет-гигантов Юпитера, Сатурна и, при особой удаче, Урана с Нептуном, причем не детально, а лишь по основным элементам.

С Землей нечто подобное вы сделаете только тогда, когда годовой объем финансирования космических телескопов удастся вывести хотя бы на 0,5% от военного бюджета вашей планеты (нашим астрономам это пока только снится). Но и тогда полной ясности у вас не будет.

Вы скажете: как же так, ведь кислород-то я обнаружу! А мы ответим: если Земля находится в состоянии потери жидкой воды из-за сильного парникового эффекта и, следовательно, вся сложная жизнь на ней сделала ручкой, то ультрафиолет в верхних слоях атмосферы, куда ринется водяной пар, будет разрывать молекулы воды на кислород и водород, а последний быстро начнет улетучиваться в космос. Итог: вы увидите массу кислорода и водяной пар, но мир этот может быть не живее дверной ручки. Очевидно, нужны какие-то иные методы наблюдений.

Представьте, что вы раскрасили шарик черными и белыми полосами, причем равномерно. Начните раскручивать его, как крутятся планеты. С большого расстояния цвет шарика вам покажется серым.

Николас Коуэн (Nicolas Cowan) из Северо-Западного университета (США) вместе с коллегами попытался разобраться с подобными проблемами, возникающими при исследовании поверхности экзопланет. Первое прямое изображение экзопланеты было получено в 1992 году. И лишь в 2010-м нечто подобное было подтверждено с уверенностью, но и тогда речь шла только о крохотном светлом пятнышке.

И все же длительные систематические наблюдения кое-что могут прояснить. Периодические колебания светимости планеты при вращении означают, что какая-то ее часть имеет более высокое альбедо, а какая-то — менее высокое. Так, альбедо льда и морской воды значительно выше, чем суши. И если удастся понять, что примерно две трети условной наблюдаемой планеты покрыты чем-то, что по альбедо похоже на воду, то и говорить о реальной жизнепригодности планеты в зоне обитаемости можно будет увереннее.

Даже если поверхность будет временно закрыта облаками, то при действительно длительных наблюдениях можно попробовать установить скорость движения этих облаков, что даст сведения о скорости ветра. И вот еще что: помните ли вы, что над Землей в районах тропических лесов, провоцирующих осадки, почти постоянно наличествует облачность? Не исключено, что подобная взаимосвязь справедлива и для других планет.

Чтобы проверить возможности таких наблюдений, астрономы провели компьютерное моделирование, в котором объектом наблюдений у другой звезды была выбрана условная копия Земли. Выяснилось, что при доступном на сегодня уровне наблюдательной техники от другой звезды можно увидеть Евразию, Тихий и Атлантический океаны — само собой, лишь как области повышенного и пониженного альбедо, характерного для суши и жидкой воды соответственно. "Это весьма грубый, базисный материал, — соглашается г-н Коуэн, — но ведь это только начало".

Первой целью для подобных наблюдений не в видимом, а в ИК-диапазоне логичнее всего будет сделать "горячие Юпитеры". Они ближе всего расположены к своим звездам, отражают много света и просто имеют большие размеры.

Наконец, чтобы получить эффективную отдачу от таких долговременных работ, полезно разместить все накопленные результаты в доступных астрономическому сообществу базах данных...

Какая техника здесь пригодилась бы? Для исследования землеподобных планет в видимом диапазоне лучше всего подойдет готовящийся к вводу в строй SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research, "Спектрополяриметрический высококонтрастный поисковик экзопланет") на "Очень большом телескопе", принадлежащем Европейской южной обсерватории, и южный телескоп Обсерватории Джемини, также расположенный в Чили.

Отчет об исследовании принят к публикации в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.
Нужные услуги в нужный момент
{banner_819}{banner_825}
-10%
-25%
-20%
-20%
-10%
-30%
-16%
-50%