|
Почему экзопланеты становятся адскими
|
|
|
|
Сотни планет, подобных Венере, вскоре могут помочь определить, почему одни миры превращаются в знойные парниковые адские пейзажи, в то время как другие остаются способными поддерживать жизнь. Но прежде чем ответить на этот вопрос, ученым сначала нужно узнать, с какой скоростью вращаются эти планеты.
|
|
|
|
Скорость вращения планеты помогает определить, как энергия от звезды, такой как Солнце, перемещается вокруг планеты, формирует ее погодные условия и взаимодействует с ее атмосферой и океанами, если они есть. Не зная истинной скорости вращения, ученые, пытающиеся смоделировать климат инопланетной планеты, упускают фундаментальную информацию.
|
|
|
|
«Люди склонны игнорировать вращение планет, но оно абсолютно ключевое для понимания климата планеты», — сказал Стивен Кейн, планетарный астрофизик из Калифорнийского университета в Риверсайде.
|
|
|
|
В статье, принятой к публикации в Astronomical Journal, Кейн предупреждает, что измерение вращения далекой планеты — непростая задача. Астрономы могут считать, что измеряют вращение самой планеты, в то время как на самом деле измеряют скорость ветра в её атмосфере.
|
|
|
|
Венера — поучительная история. Планете требуется 243 земных дня, чтобы совершить один оборот вокруг своей оси, но её верхняя атмосфера вращается вокруг планеты всего за четыре дня, из-за чего Венера кажется вращающейся примерно в 60 раз быстрее, чем это происходит на самом деле.
|
|
|
|
|
|
|
«Именно так люди изначально думали о Венере, — сказал Кейн. — Если вы просто посмотрите на атмосферу такой планеты, как Венера, вы подумаете, что она вращается один раз в четыре дня, и вы ошибетесь почти на два порядка».
|
|
|
|
Для планет, вращающихся вокруг других звезд, астрономы, как правило, не могут увидеть твердую поверхность, которая показала бы, как быстро вращается сама планета. Вместо этого измерения могут основываться на изменениях, видимых в атмосфере. Статья Кейна — это предупреждение о том, что эти атмосферные движения не обязательно показывают вращение мира под ними.
|
|
|
|
Однако проблема разрешима. Кейн предлагает наблюдать за одной и той же планетой на нескольких длинах волн, включая инфракрасные, что позволит ученым исследовать более глубокие слои ее атмосферы.
|
|
|
|
На Венере скорость ветра уменьшается ближе к поверхности. Сравнивая измерения на нескольких атмосферных глубинах, ученые могли бы построить модель изменения скорости ветра и использовать ее для более точной оценки скорости вращения самой планеты.
|
|
|
|
Умение это сделать вскоре может стать гораздо важнее. В отдельной, недавно опубликованной статье Кейн и его коллеги предсказывают, что новая миссия Европейского космического агентства, миссия PLATO, обнаружит сотни планет, подобных Венере, предоставив беспрецедентную возможность определить, насколько распространены миры, подобные нашему планетарному соседу. Эта статья опубликована в журнале Publications of the Astronomical Society of the Pacific.
|
|
|
|
Миссия PLATO, запуск которой запланирован на март 2027 года, будет исследовать большую часть неба в поисках планет, проходящих перед своими звездами. В отличие от предыдущих миссий по поиску планет, она будет годами наблюдать за некоторыми областями, что делает ее чувствительной к планетам, которым требуется больше времени для завершения своих орбит.
|
|
|
|
Что не менее важно, многие из планет, обнаруженных PLATO, будут вращаться вокруг относительно ярких звезд. Это сделает их лучшими объектами для последующих наблюдений с помощью таких инструментов, как космический телескоп Джеймса Уэбба, который может исследовать их атмосферы.
|
|
|
|
Исследователи прогнозируют, что PLATO обнаружит несколько сотен планет, подобных Венере. Это даст ученым то, чего у них никогда раньше не было: большую популяцию подобных планет, которые можно сравнить с Венерой.
|
|
|
|
«Мы много узнали о самой Венере, но нам еще многое неизвестно о ее истории», — сказала Эмма Майлз, соавтор статьи в Астрономическом обществе и аспирантка Калифорнийского университета в Риверсайде. «Кандидаты в экзопланеты Венеры, то есть планеты, подобные Венере, в других солнечных системах, сыграют огромную роль в заполнении этого пробела в знаниях».
|
|
|
|
Майлз сказала, что она рада тому, что PLATO не только обнаружит больше кандидатов в экзопланеты Венеры, но и позволит лучше понять контекст систем, в которых они будут обнаружены.
|
|
|
|
«Например, PLATO сможет измерять возраст звезд-хозяев, что позволит нам определить, на каком этапе своей эволюционной истории находится та или иная экзо-Венера, и более детально изучить границы обитаемости», — сказал Майлз.
|
|
|
|
Сравнение планет, подобных Венере, в других солнечных системах и самой Венеры может помочь ответить на один из самых важных вопросов о нашей соседней планете: почему Венера, мир, похожий по размерам на Землю, развила сокрушительную атмосферу и температуру, достаточно высокую, чтобы расплавить свинец, в то время как Земля осталась обитаемой?
|
|
|
|
Если учёные изучат 100 планет, подобных Венере, и обнаружат, что большинство из них также вращаются с чрезвычайно низкой скоростью, это может указывать на то, что медленное вращение является важным фактором превращения планет в парниковые планеты. Если у этих планет будет широкий диапазон скоростей вращения, у учёных появится повод более внимательно изучить другие объяснения.
|
|
|
|
Тот же принцип применим и к поиску потенциально обитаемых планет. Примерно 24-часовое вращение Земли помогает распределять солнечную энергию по планете и формирует системы циркуляции атмосферы и океана, которые регулируют климат. Точное измерение вращения на далёких планетах, подобных Земле, может, следовательно, улучшить способность учёных предсказывать, смогут ли эти планеты поддерживать обитаемые условия.
|
|
|
|
«Венера — это гигантская загадка», — сказал Кейн. «Чтобы понять это, нам нужно увидеть Венеры в других системах и посмотреть, как они менялись с течением времени. Вращение — огромная часть этой головоломки, и нам нужно быть осторожными, чтобы то, что мы думаем, что измеряем, на самом деле не являлось вращением планеты».
|
|
|
|
Источник
|
