|
Подняли планку науки об экзопланетах
|
|
|
|
В последнее время атмосферы экзопланет находятся в центре внимания исследователей, и космический телескоп Джеймса Уэбба исследует их как можно больше. Но время, проведенное на самом мощном космическом телескопе в мире, очень ценно, и получить полную картину любой такой атмосферы без значительных временных затрат сложно. Итак, многопрофильная команда исследователей разработала альтернативную миссию, которая специализируется на сборе как можно большего количества информации об атмосфере экзопланет, но при этом ее бюджет составляет лишь малую толику бюджета флагманских миссий, таких как JWST. Миссия, известная как EXoplanet Climate Infrared TElescope (EXCITE), имеет одну особенность, которой нет у JWST, — гондолу. Статья опубликована на сервере препринтов arXiv.
|
|
|
|
Это потому, что он прикреплен к воздушному шару, предназначенному для плавания на высоте около 40 км, над 99,5% земной атмосферы. В холодных условиях "наблюдения", например, над Антарктидой, он может непрерывно наводиться на цель в течение нескольких дней. Это именно то, что необходимо для получения "фазовых кривых" экзопланет горячего Юпитера, которые обращаются вокруг своих звезд раз в несколько дней.
|
|
|
|
Основное внимание средств массовой информации к открытиям экзопланет сосредоточено на транзитах, когда планета проходит перед своей звездой-хозяином и временно показывает свой атмосферный край в начале и конце события, и вторичных затмениях, когда она проходит за звездой, и наблюдатель может снова увидеть края на короткое время перед тем, как это произойдет. и после того, как он будет скрыт из виду. Однако это временные снимки, которые дают в лучшем случае двухмерную картину атмосферы планеты.
|
|
|
|
|
|
|
Фазовые кривые, с другой стороны, используют тот факт, что горячие Юпитеры находятся достаточно близко к своей звезде, чтобы их можно было зафиксировать приливами, а это означает, что только одна сторона всегда обращена к звезде, в то время как другая всегда обращена только к космическому вакууму. Когда планета проходит транзитом через звезду, это означает, что ее "линия окончания", где день встречается с ночью, перемещается по поверхности планеты с нашей точки зрения наблюдения. В течение нескольких дней эта движущаяся линия позволила бы исследователям создать полную трехмерную карту температуры и состава атмосферы планеты, чего просто не могут сделать снимки транзитных и вторичных затмений.
|
|
|
|
На основе этих 3D-карт астрономы могут создавать продольные карты погоды, которые могут показать самую жаркую точку на планете. Они могут даже определять атмосферное давление, поскольку различные длины волн света поглощаются при разном давлении, а система EXCITE предназначена для получения спектроскопических кривых, позволяющих различать различные длины волн.
|
|
|
|
В конечном счете, эти усовершенствованные функции делают EXCITE отличной альтернативой традиционным крупномасштабным обсерваториям для изучения экзопланет. На самом деле, у него даже есть некоторые преимущества перед такими обсерваториями, как JWST и Hubble. Проблема JWST в том, что он почти слишком хорош — режим PRISM, который мог бы отслеживать эти фазовые кривые, слишком чувствителен для самых ярких звезд-кандидатов, поскольку они перегружают датчик.
|
|
|
|
Положение "Хаббла" на орбите в данном случае является его слабым местом, поскольку он регулярно входит в тень Земли и выходит из нее в рамках своей низкой околоземной орбиты, вызывая сильные температурные колебания, которые требуют длительного времени установления координат, и, следовательно, пробелы в наблюдениях, которые потребовались бы для получения полной фазовой кривой.
|
|
|
|
Чтобы доказать, что эта система работает, исследователи провели тестовый полет в августе 2024 года. EXCITE в течение 10 часов пролетал над Форт-Самнером, штат Нью-Мексико, с целью тестирования систем. Кое—что пошло как надо - гондола смогла стабилизироваться с точностью наведения до угловой секунды, а криогенная система, необходимая для охлаждения инфракрасных детекторов и оптики, работала безупречно. Однако в большинстве летных испытаний также возникают проблемы, и в случае с EXCITE система GPS вышла из строя, а алюминиевый корпус, окружающий подшипники, сжался, что ограничило способность телескопа наклоняться и фактически наблюдать что-либо.
|
|
|
|
Это именно те трудности, с которыми можно столкнуться при летных испытаниях новой технологии, и инженеры уже работают над их устранением. Они надеются совершить длительный полет в Антарктиду летом 2026-2027 годов. В случае успеха эта одиночная миссия может удвоить количество фазовых кривых экзопланет, известных человечеству в настоящее время. Это звучит как довольно большое достижение для этой относительно недорогой миссии.
|
|
|
|
Источник
|
