26.02.2014

Как ещё можно искать воду в атмосферах экзопланет?

С помощью нового метода лучевых скоростей, позволяющего фиксировать в газовых оболочках те или иные химические элементы, можно выяснить состав атмосфер экзопланет во многих далёких системах.

Александра Локвуд (Alexandra Lockwood) и её коллеги по Калифорнийскому технологическому институту (США) использовали совершенно новый метод для прямого выявления паров воды в атмосфере экзопланеты. И теперь учёные полны надежд на его применение для поиска воды в землеподобных мирах.

Вода и некоторые газы в столь отдалённых мирах уже обнаруживались, и не раз. Но все эти открытия основывались на наблюдении очень близких к своим звёздам газовых гигантов, что для астрономов представляет скорее теоретический интерес — ведь на таких планетах не может быть биосферы в нашем понимании этого слова. В то же время для сколько-нибудь далёких от своих светил планет этот метод не работает, а главное — требует непременного транзита изучаемого тела между Землёй и собственной звездой. Легко понять, что в значительной части планетарных систем Галактики, где плоскость вращения планеты наклонена относительно нашей, выполнить это условие нельзя.

Именно поэтому авторы рассматриваемой работы обратились к методу лучевых скоростей. Обычно с его помощью ищут экзопланеты по лёгким колебаниям, вызываемым гравитацией небесных тел у звезды, излучение которой испытывает от этого доплеровский сдвиг.

На сей раз вместо предметного анализа сдвигов для видимого излучения учёные обратились к ИК-диапазону и при помощи ближнего инфракрасного эшелле-спектрографа Обсерватории Кека на Гавайях определили орбиту сравнительно близкого к Земле газового гиганта Тау Волопаса b, который вращается вокруг жёлто-белого карлика Тау Волопаса А. Планета, по меркам Солнечной, довольно близка к светилу — всего 0,046 а. е., в то время как вторая звезда системы располагается аж в 240 а. е. от компаньонов (впрочем, для «горячих Юпитеров» это далеко не рекорд).

Анализируя излучение от звезды и планеты как от двойного объекта, астрономы не только установили массу планеты, оказавшуюся равной 5,9 юпитерианской, и наклон её орбиты (45°), но и выявили в её атмосфере следы паров воды, по сути, первыми использовав совершенно новый метод анализа атмосферы экзопланет.

Как они отмечают, пока эта технология позволяет анализировать лишь действительно большие тела, сравнительно близкие к своим звёздам, однако ИК-телескоп «Джеймс Уэбб» (будет запущен в 2018-м) должен сделать «видимыми» также более холодные и сравнительно небольшие планеты вроде «суперземель», расположенные на менее «жарких» орбитах.

Отчёт об исследовании вскоре появится в издании Astrophysical Journal Letters, а его препринт можно полистать здесь.

Александр Березин

Источники:

1. compulenta.computerra.ru