Na saite Astrometriya Astronomicheskie instrumenty Astronomicheskoe obrazovanie Astrofizika Istoriya astronomii Kosmonavtika, issledovanie kosmosa Lyubitel'skaya astronomiya Planety i Solnechnaya sistema Solnce

Sposob obnaruzheniya vody u zemlepodobnyh planet.
1.06.2009 22:50 | N.T. Ashimbaeva/GAISh, Moskva

Vsegda horosho vzgyanut' na sebya so storony.

Nachinaya s 1990-h godov astronomy otkryli bolee 300 ekzoplanet u drugih zvezd (na dannyi moment ih naschityvaetsya 348), bol'shinstvo iz nih gazovye giganty, takie kak Yupiter. Moshnye kosmicheskie teleskopy, naprimer, Kepler, smogut obnaruzhivat' men'shie po razmeru kamennye zemlepodobnye planety.

Esli govorit' o poluchenii pryamyh izobrazhenii planet, to eto zadacha dalekogo budushego, kogda budut zapusheny kosmicheskie teleskopy s bol'shoi aperturoi i s sootvetstvuyushei vysokochuvstvitel'noi apparaturoi. I dazhe obnaruzhiv ekzoplanetu, my ne smozhem razreshit' ee disk. Nechego govorit' i o sleduyushei zadache - postroenii karty poverhnosti.

Esli rassmatrivat' ekzoplanetu zemnogo tipa na rasstoyanii v desyatki svetovyh let, to v teleskope ona budet vidna tol'ko kak malen'kaya "blednaya golubaya tochka". Etot termin vvel v oborot Karl Sagan dlya opisaniya togo, kak vyglyadit Zemlya na fotografiyah 1990 goda, poluchennyh kosmicheskim korablem Voyager, kogda on peresekal granicu Solnechnoi sistemy.

K schast'yu, sushestvuet sposob poluchit' informaciyu o prirode poverhnosti planety, ne imeya vozmozhnosti razreshit' ee disk. Esli planeta vrashaetsya, ee cvet budet menyat'sya: esli v storonu nablyudatelya budu obrasheny okeany, to otrazhennyi ot planety cvet budet sinim, a esli tverdaya poverhnost', to cvet smestitsya v krasnuyu storonu spektra.

T.e. mozhno reshit' obratnuyu zadachu: imeya raspredelenie cveta ot planety - opredelit' prirodu poverhnosti planety, i bolee togo, dazhe popytat'sya poluchit' karty. Eshe bol'she informacii mozhno poluchit' v infrakrasnoi oblasti. V blizhnem infrakrasnom diapazone rasteniya otrazhayut svet sil'nee, chem v vidimom diapazone. Po nablyudeniyam vrasheniya ekzoplanety v raznyh diapazonah voln mozhno sdelat' predpolozhenie o sushestvovanii okeanov, kontinentov i dazhe rastenii.

Ispol'zuya apparaturu na bortu kosmicheskogo apparata Deep Impact v ramkah missii EPOXI mission, gruppa astronomov i astrobiologov razrabotala metod, s pomosh'yu kotorogo mozhno opredelit', esli li na planete zhidkaya voda, kotoraya, v svoyu ochered', mozhet sluzhit' indikatorom vozmozhnogo sushestvovaniya zhizni.

Risunok 1. Verhnyaya panel': spektry Zemli, poluchennye s pomosh'yu metoda glavnyh komponent, dlya dvuh domininuyushih cvetov - krasnogo i sinego. Nizhnyaya panel': deistvitel'nye spektry okeanov i kontinentov, poluchennye s okolozemnyh sputnikov (sinyaya i krasnaya krivye), i spektr vsei Zemli (chernaya krivaya). (Risunok NASA).

V ramkah missii NASA po issledovaniyu ekzoplanet uchenye proveli dva 24-chasovyh nablyudeniya intensivnosti sveta ot Zemli v semi polosah vidimogo sveta s dlinoi volny nachinaya ot blizkogo ul'trafioleta i vplot' do blizhnei infrakrasnoi oblasti. Zemlya vidna v serom cvete na bol'shinstve dlin voln iz-za oblachnosti, pri etom stanovitsya goluboi na korotkih volnah, analogichno tomu zhe effektu (rasseyanie Releya), iz-za kotorogo lyudi vidyat nebo golubym.

Byli izucheny nebol'shie otkloneniya ot srednego cveta poverhnosti, vyzvannye raznymi osobennostyami, takimi kak oblaka i okeany, v processe vrasheniya Zemli. Byli naideny dva dominiruyushih cveta: odin svetootrazhayushii v dlinnoi krasnoi oblasti spektra, a drugoi - v korotkoi, sinei oblasti. Eti cveta interpretiruyutsya sleduyushim otrazom: krasnyi cvet dayut tverdye poverhnosti - materiki, a goluboi - vyzvan nalichiem okeanov.

Etot analiz byl proveden s tochki zreniya "inoplanetyan", smotryashih na Zemlyu i ne imeyushih predstavleniya o ee stroenii. Na rasstoyanii v 10 svetovyh let Zemlya budet zanimat' vsego lish' odin piksel' na izobrazhenii v priemnike teleskopa, i poetomu deistvitel'no mozhno govorit' o nei tol'ko kak o bledno-goluboi tochke. T.k. cvet Zemli menyaetsya v techenie 24-chasovyh nablyudenii, uchenye sdelali karty nashei planety v dominiruyushem cvetah - krasnom i sinem, a zatem sravnili s fakticheskim raspolozheniya kontinentov i okeanov.

Risunok 2. Verhnyaya panel': obychnaya karta Zemli. Nizhnyaya panel': karta Zemli, kakoi mogli by videt' ee inoplanetyane, sozdannaya po dannym EPOXI. Eto primer karty, kotoruyu my mogli by poluchit', nablyudaya zemlepodobnuyu ekzoplanetu; po nei mozhno sdelat' vyvod o nalichii okeanov i materikov na ee poverhnosti. (Risunok NASA)

.

Iz analiza izobrazhenii potencial'nye inoplanetnye nablyudateli mogli by sdelat' vyvod, chto na Zemle est' zhidkie okeany, i bolee togo, dazhe sostavit' grubuyu topograficheskuyu kartu. Na ris.2 predstavlena takaya "inoplanetnaya karta", gde kontinenty vytyanuty po dolgote, tak kak nablyudeniya provodilis' v ekvatorial'noi ploskosti. Vpolne veroyatno, esli nablyudat' planetu dolgo, s raznyh uglov, to mozhno poluchit' raspredelenie cveta ne tol'ko po vremeni, no i po shirote, i takim obrazom, vosstanovit' topograficheskuyu kartu v celom.

Planeta, imeyushaya zhidkuyu vodu, nahoditsya v obitaemoi zone, hotya, s drugoi storony, nahozhdenie v etoi zone sovsem ne yavlyaetsya garantiei nalichiya zhidkoi vody.

Nablyudeniya Deep Impact byli provedeny 18 marta i 4 iyunya 2008 goda, kogda korabl' nahodilsya na rasstoyanii v 17 millionov i 33 millionov mil' ot Zemli sootvetstvenno neposredstvenno nad ekvatorom Zemli. Esli by byli proanalizirovany nablyudeniya polyarnoi oblasti, to, skoree vsego, oni dali by belyi cvet. V blizhaishem budushem budut zapusheny kosmicheskie teleskopy, sposobnye provodit' nablyudeniya ekzoplanet razmerom s Zemlyu, i razrabotka etogo metoda mozhet vnesti modifikacii v konstrukciyu etih instrumentov. I hotya ekzoplanety budut nahodit'sya sushestvenno dal'she, eta tehnologiya vpolne primenima.

Nado otmetit', chto nekotorye neobitaemye planety, takie, kak Neptun, takzhe mogut okazat'sya sinimi, no ih cvet yavlyaetsya velichinoi postoyannoi; v sluchae s Neptunom eto, veroyatno, vyzvano nalichiem metana v atmosfere. Takaya planeta vyglyadit sinei pri lyubom ugle nablyudeniya, v lyuboi moment. Konechno, esli vdrug planeta polnost'yu pokryta okeanom, ona budet vyglyadet' tak zhe, no mozhno provesti drugie testy, chtoby opredelit', chto zhe eto na samom dele. Na Zemle sinii cvet var'iruetsya ot odnogo mesta k drugomu, znachit, eto proishodit ne v atmosfere.

Rabota budet opublikovana avguste 2009 goda v Astrophysical Journal.

Publikacii s klyuchevymi slovami: ekzoplaneta - Planety u drugih zvezd - Deep Impact - vnezemnaya zhizn' - karta Zemli Publikacii so slovami: ekzoplaneta - Planety u drugih zvezd - Deep Impact - vnezemnaya zhizn' - karta Zemli
Sm. takzhe: ε Tel'ca: zvezda s planetoi PDS 70: disk, planety i sputniki Na dalekoi ekzoplanete obnaruzhen metan Zvezda s'edaet planetu Sed'moi mir u zvezdy Trappist-1 LHS 475 b: ekzoplaneta razmerom s Zemlyu 4000 ekzoplanet Vse publikacii na tu zhe temu >>