|
Сколько экзопланет скрывается в пыли
|
|
|
|
Чему может научить астрономов экзозодиакальная пыль, также называемая экзозоди, при обнаружении экзопланет, похожих на Землю? Именно на это надеется обратить внимание в недавно представленном техническом документе НАСА, в котором освещаются ключевые выводы ежегодного обзора архитектурных концепций, поскольку группа исследователей обсуждала, как экзозоны, вращающиеся в пределах обитаемой зоны звезды (HZ), могут помешать обнаружению экзопланет, подобных Земле.
|
|
|
|
Это исследование, доступное на сервере препринтов arXiv, потенциально может помочь ученым лучше понять ограничения, связанные с наблюдениями экзопланет земного типа, и то, какие улучшения могут быть внесены в будущие телескопы и приборы для преодоления этих ограничений.
|
|
|
|
Здесь Universe Today обсуждает это невероятное исследование с доктором Майлзом Карри, научным сотрудником программы постдокторантуры НАСА в Центре космических полетов имени Годдарда, о мотивации, стоящей за белой книгой, важных результатах, о том, как область экзозод может расшириться в будущем, и какие экзопланетные системы могут стать объектами для изучения экзозодов. Итак, какова была мотивация, стоящая за этой белой книгой, в которой обсуждается экзозоди?
|
|
|
|
Доктор Карри рассказывает в интервью Universe Today: "В настоящее время НАСА разрабатывает документ, обобщающий стратегию исследований, связанных с астробиологией, на предстоящее десятилетие, и частично это включает в себя сбор информации от научного сообщества астробиологов по темам, которые следует изучить в ближайшем будущем. Настоящая "белая книга" по экзозоди стала ответом на этот запрос о предоставлении информации.
|
|
|
|
|
|
|
"Однако, в более широком смысле, для меня и моих соавторов это была возможность поднять важную проблему в более широком сообществе, которая, вероятно, сыграет важную роль в будущих поисках миров, похожих на Землю, и в конечном итоге может повлиять на нашу способность искать признаки обитаемости и жизни на этих планетах".
|
|
|
|
В "белой книге" исследователи обсудили важность изучения экзозодов, то, как они влияют на распространенные методы визуализации, такие как прямая визуализация и спектроскопия, а также рекомендации по расширению наших знаний об экзозодах. Как уже отмечалось, экзозоди представляет собой большое пылевое кольцо, вращающееся внутри обитаемой зоны звезды, температура которого колеблется от приблизительно 300 Кельвинов (27°C/81°F) до приблизительно 1000 Кельвинов (727°C/1341°F).
|
|
|
|
Исследователи подчеркивают недостаток знаний о происхождении экзозоди, выдвигая несколько гипотез из предыдущих исследований, включая какое-то крупное событие или миграцию пыли из более холодных внешних областей экзопланетной системы.
|
|
|
|
Что касается ограничений для наблюдений, которые экзозоди создает для инструментов визуализации, в техническом документе обсуждается проблема, связанная с тем, что экзозоды вызывают проблемы с рассеянием света, что приводит к искажению данных. Они предполагают, что будущие исследования могли бы помочь в удалении данных exozodi с целью выявления землеподобных экзопланет в пределах обитаемой зоны. Но каковы наиболее важные результаты этого технического документа?
|
|
|
|
"Хотя идея о том, что экзозоны препятствуют нашей способности обнаруживать/характеризовать экзопланеты, не нова, лишь немногие исследования позволили начать количественную оценку этих воздействий для обсерваторий следующего поколения", - говорит доктор Карри в интервью Universe Today. "Поскольку этот документ носит в основном информационный характер, в нем нет новых результатов как таковых, но одна крупица информации предвещает мою будущую статью: Интересно, что экзозоны и атмосферные облака могут аналогичным образом влиять на наши наблюдения экзопланет.
|
|
|
|
"Возможно, будет трудно разобраться в этих эффектах, поскольку мы не знаем, насколько облачной может быть экзопланета или сколько экзозодиакальной пыли содержится в системе. Это может привести к неточным измерениям параметров атмосферы экзопланеты, таких как уровень молекулярного кислорода, газа, который может указывать на возможность существования жизни".
|
|
|
|
Доктор Карри упоминает, что экзозоды изучаются уже более десяти лет, а некоторые предыдущие исследования, упомянутые в их белой книге, датируются 1998 годом. Однако объем предыдущих исследований, непосредственно посвященных экзозодам, по-прежнему ограничен, и оценки размера частиц пыли, входящих в состав экзозодов, варьируются от 1 до 100 микрометров. В нескольких исследованиях утверждается, что экзозодиальная пыль потенциально имеет то же происхождение, что и зодиакальная пыль в нашей собственной Солнечной системе: остатки от формирования Солнечной системы или обломки, образовавшиеся в результате столкновения крупных объектов.
|
|
|
|
Несмотря на это, в 2013 году Центр космических полетов имени Годдарда НАСА создал каталог для моделирования столкновений экзозод, в котором пользователи могут ввести массу планеты, расстояние от ее звезды (большая полуось), а также размер и наклон экзозод. Результаты отображают экзозодии в оптическом и рассеянном свете, предоставляя пользователям множество способов наблюдения экзозодий астрономами. Но, несмотря на ограниченное количество исследований и знаний, как, по мнению доктора Карри, область экзозодий расширится в будущем?
|
|
|
|
"Надеюсь, что этот технический документ оправдает свое намерение, которое заключается в привлечении внимания к исследованиям экзозоди (и, в конечном счете, оправдании финансирования)", - говорит доктор Карри в интервью Universe Today. "В конце "белой книги" мы представили несколько рекомендаций по жизнеспособным направлениям исследований на ближайшую перспективу, некоторые из которых уже изучаются мной и коллегами. Кроме того, скоро появятся новые приборы и обсерватории, как на земле, так и в космосе, которые позволят нам повысить чувствительность для более тщательного изучения экзозондов".
|
|
|
|
Наряду с ограниченным количеством исследований экзозод, существует ограниченное количество экзопланетных систем, в которых астрономы подтвердили существование экзозод, включая 51 Змееносца, Фомальгаут, Тау Кита и Вегу, расстояние до которых от Земли составляет 410 световых лет, 25 световых лет, 12 световых лет и 25 световых лет, соответственно.
|
|
|
|
Предполагается, что 51 Змееносца является молодым диском из обломков, находящимся на поздних стадиях формирования планеты, космический телескоп Джеймса Уэбба обнаружил на Фомальгауте многочисленные кольца из обломков на разных расстояниях от его звезды, было обнаружено, что в Тау Кита пыли в 10 раз больше, чем в нашей Солнечной системе, а Вега, как было обнаружено, состоит из множества колец из обломков. у нас есть диск обломков, масса которого примерно в 7,5 раз превышает массу пояса астероидов в нашей Солнечной системе.
|
|
|
|
Несмотря на то, что в "Белой книге" экзопланетные системы прямо не названы, какие системы, по мнению доктора Карри, могли бы стать основными объектами для изучения экзозод?
|
|
|
|
Доктор Карри рассказывает Universe Today: "Причина, по которой мы не включили конкретные экзопланетные системы, заключается в том, что во всех системах ожидается определенный уровень экзозодиакальной пыли, и может быть трудно предсказать, сколько пыли содержится в данной системе, пока вы не начнете ее искать. Обследование ХОЗЯЕВ до сих пор давало наилучшие данные о частоте встречаемости экзозоди и завершено лишь частично.
|
|
|
|
"Но скоро появятся другие инструменты и обсерватории, которые могут повысить нашу чувствительность, о чем мы упоминаем в разделе рекомендаций "Белой книги". Возможно, еще одним логичным началом было бы изучение целевых звезд предварительного входного каталога HWO (HPIC) — в конечном итоге они станут целевыми системами для исследований экзопланет земного типа".
|
|
|
|
На данный момент точное происхождение экзозоди и их принадлежность к экзопланетной системе в значительной степени остаются загадкой. Однако официальные документы, подобные этому, могут помочь ученым создать основу для проведения дальнейших исследований экзозод и того, как они могут повлиять на поиск экзопланет, похожих на Землю, по всей Вселенной.
|
|
|
|
Кроме того, поскольку в настоящее время предполагается, что экзозоды имеют то же происхождение, что и зодиакальная пыль в нашей Солнечной системе, лучшее понимание их может также помочь нам лучше понять формирование и эволюцию нашей солнечной системы. Ученые установили, что Вселенная представляет собой очень пыльное место из-за столкновений объектов и разогрева пыли в зависимости от расстояния до ее звезды, если она у нее есть.
|
|
|
|
"Экзозоди не следует рассматривать просто как помеху для наблюдений за экзопланетами; он имеет внутреннюю научную ценность", - говорит доктор Карри в интервью Universe Today. "Пыль является основным компонентом звездных систем, и мы до сих пор не до конца понимаем, как связаны между собой различные скопления пыли. Таким образом, приоритетность исследований экзозод помогает одновременно в двух областях — как говорится, "шум для одного астронома является сигналом для другого".
|
|
|
|
"Понимание системы в целом — звезды, планеты, вплоть до мельчайших пылинок — позволяет нам проникнуть в некоторые из величайших тайн нашей Вселенной и, кроме того, может помочь нам лучше понять наше место в ней".
|
|
|
|
Источник
|
