|
Что мы знаем о наиболее изученных далеких планетах
|
|
|
|
Представим человека, намеревающегося переехать в новый город. Для этого ему нужно выбрать хорошее место, которое должно понравиться. Например, в городе должен быть чистый воздух, хорошая планировка, красивые здания. Чтобы выяснить, подходит ли город по этим параметрам, можно воспользоваться аэрофотосъемкой. Вот только съемка эта ведется с высоты в десяток километров с помощью дешевого фотоаппарата, предназначенного для макросъемки. Снимки, конечно, делаются на закате против Солнца. Знания переезжающего о новом городе будут примерно соответствовать тому, что мы знаем о наиболее изученных далеких планетах.
|
 |
| Описанная ситуация на удивление точно описывает способ изучения атмосфер
далеких планет. Мы смотрим на них в свете звезды, издалека, с обычными телескопами.
При этом наша задача – определить химический состав атмосферы, хотя бы найти
в ней воду и кислород, важные признаки наличия жизни или возможности ее
зарождения, так же в новых мирах потребуется проектирование
магазинов. Цель изучения – атмосфера – выбрана правильно, считает сотрудник
Принстона Адам Бэрроуз, опубликовавший пессимистический обзор методов изучения
экзопланет и прогресса в этой области. Атмосфера планеты – ключ к ее свойствам,
включая историю образования и развития, которые заканчиваются современностью,
в которой мы задаем вопрос об обитаемости мира. По мнению Бэрроуза, применяемые
при изучении атмосфер далеких планет методики для этого подходят плохо,
так как они были разработаны еще для исследования планет Солнечной системы
и звезд, отнюдь не таких далеких и тусклых. Сам Бэрроуз давно занимается
экзопланетами. Так, за несколько месяцев до открытия первого горячего Юпитера
(51 Пегаса b в 1995 году) он предсказал существование таких планет в статье
в Nature. |
|
|
|
Тем не менее, новостей об открытиях чудесных условий на экзопланетах предостаточно. Нельзя сказать, что утверждения об открытии воды в атмосфере гиганта являются пустой болтовней. Просто подобные результаты основаны на очень неточных данных, требующих сложных методик анализа. У неспециалистов может легко создаться впечатление об очень серьезных успехах в изучении экзопланет, тогда как они, скорее, очень скромные. Бэрроуз, несмотря на сильно пессимистический настрой обзорной статьи, которой он хочет открыть серию подобных исследований, также признает, что с момента открытия первой экзопланеты в 1992 году человеку удалось установить несколько прочных фактов о далеких мирах в целом и о некоторых их представителях в частности. Сведения эти, однако, пока очень скудны и не позволяют делать уверенные и далеко идущие выводы, связанные с шансами найти внеземную жизнь в недалеком будущем.
|
|
|
|
Важным положительным фактором, способным в течение ближайших десятилетий продвинуть изучение экзопланет на новый уровень, по мнению Бэрроуза, является обновление научных кадров. Молодые исследователи лучше воспринимают новые теории и методы наблюдения и обработки наблюдательных данных. Как в любой новой области знания, в изучении экзопланет еще не установились основные и обязательные методики, кроме самой главной базы – методов поиска и наблюдения атмосферы. Однако хотя в поиске планет по-прежнему преобладают ставшие классическими методы прохода и радиальной скорости, появляются и экзотические методики, например, использование гравитационного линзирования. Атмосферу приходится изучать по преломлению в ней света звезды, и именно здесь нужны новые методы. В конце концов, намного важнее изучить планету, чем просто ее найти (если учесть, что найдены уже несколько тысяч).
|
|
|
|
«Поиск и изучение экзопланет сейчас находятся в процессе плодотворной разработки методик и теорий. В этой области мы пока делаем что-то новое, что со временем должно стать хорошо отработанной и проверенной методикой. Сейчас наши наблюдения недостаточно точны, чтобы можно было делать сильные выводы, которые, тем не менее, уже хочется сделать. Поэтому в данной области знания много преувеличений и поспешности. Средства массовой информации создают у нас впечатление о больших успехах, нежели есть на самом деле. Впрочем, за счет этого удалось разбудить у людей интерес к экзопланетам, что положительно сказывается на работе профессионалов».
|
|
|
|
Большая часть данных об атмосферах экзопланет поступает от фотометрии низкого разрешения (как пространственного, так и спектрального), то есть от колебаний яркости излучения изучаемого объекта, в данном случае – звезды. Эта информация позволяет оценить орбиту и радиус планеты, но плохо подходит для изучения ее атмосферы. Например, особый интерес для нас представляют двойники Земли – небольшие твердые планеты с плотной атмосферой. Однако небольшой размер атмосферы, определяемый массой и размером планеты, а также ее высокая плотность делают использование колебаний яркости звезды неприменимыми – они становятся незаметными. Скорость вращения планеты вокруг оси, также важная для оценки обитаемости (вряд ли уютно жить на планете, захваченной приливными силами), оказывается практически полностью недоступной – для этого нужна точность для различения изменения излучения, вызванная движением атмосферы планеты от нас и к нам на разных сторонах планеты. Это и приводит к плохо обоснованным выводам, сделанным за счет использования скудных сведений. Для получения более надежных сведений необходимо применение спектрального анализа. Для этого, в свою очередь, нужны намного более мощные телескопы, причем расположенные в космосе или на Луне, чтобы земная атмосфера не мешала наблюдениям. Выявление химического состава далеких планет – следующий этап развития телескопов, сейчас способных выявлять химический состав звезд. Этот же метод, с помощью учета красного смещения, позволит точно определить орбитальное и угловое движение планеты – все, что нужно для оценки ее обитаемости.
|
|
|
|
http://www.cosmos-journal.ru/articles/2490/
|
