Новый метод позволил впервые получить спектр видимого излучения экзопланеты
22 апреля 2015 года
<dynamicpagelist> category = Опубликовано category = Астрономия count = 3 orcer = addcategory suppresserrors = true namespace = Main addfirstcategorydate = true </dynamicpagelist>
<dynamicpagelist> category = Опубликовано category = Наука и технологии count = 5 notcategory = Астрономия orcer = addcategory suppresserrors = true namespace = Main </dynamicpagelist>
Первый в истории прямой спектр оптического излучения, отраженного от поверхности экзопланеты 51 Pegasi b, получен в обсерватории ESO Ла Силья в Чили со спектрографом HARPS — инструментом, который называют «ловцом экзопланет». В ходе этих наблюдений выявлены также новые свойства этой известной экзопланеты, первой, которая была открыта у нормальной звезды. Полученный результат свидетельствует о больших возможностях, которые открываются для наблюдений, в особенности с появлением таких приемников нового поколения, как установленный на VLT инструмент ESPRESSO, а также новых гигантских телескопов, таких, как E-ELT.
Экзопланета 51 Pegasi b находится на расстоянии примерно в 50 световых лет от Земли в созвездии Пегаса. Она была открыта в 1995 году и замечательна тем, что стала первой планетой, обнаруженной у обычной звезды солнечного типа (Два предыдущих открытия планет относились к объектам, обращающимся вокруг пульсаров, то есть, к совершенно необычным планетным системам.). Она также оказалась прототипом горячих юпитеров — класса планет, близких по размерам и массе к Юпитеру, но расположенных очень близко к материнской звезде. Такая конфигурация, необычная по меркам Солнечной системы, оказалась широко распространенной в других планетных системах.
С тех пор было открыто множество планетных систем (на сегодня уверенно известно более 1900 экзопланет в 1200 системах). Но теперь, в двадцатую годовщину своего открытия, 51 Peg b еще раз оказалась в центре внимания.
Группой астрономов, получившей спектр планеты, руководил Хорхе Мартинс (Jorge Martins), сотрудник Института астрофизики и космических исследований (Institute of Astrophysics and Space Sciences — IA) и университета Порто в Португалии, сейчас докторант ESO в Чили. Группа работала с приемником HARPS, установленном на 3,6-метровом телескопе ESO в обсерватории Ла Силья.
Сейчас наиболее распространенным методом исследования атмосфер экзопланет являются наблюдения спектра материнской звезды, получаемого, когда ее свет проходит сквозь атмосферу планеты во время «транзита» — прохождения планеты между земным наблюдателем и своей материнской звездой. Этот метод называется трансмиссионной спектроскопией. Но есть и альтернативный подход — наблюдать систему в момент, когда звезда проходит перед планетой (естественно, это может относиться только к системам, плоскости которых наклонены к лучу зрения и поэтому транзитов не происходит). Таким способом можно получить информацию о температуре экзопланеты.
Так как новый метод не связан с транзитами, с его помощью можно исследовать гораздо большее число экзопланет. Он позволяет непосредственно регистрировать оптический спектр планеты, а это значит, что теперь можно будет измерить многие физические параметры планет, которые другими методами получить невозможно.
При этом спектр материнской звезды служит как бы шаблоном, с помощью которого проводится поиск похожих спектральных характеристик в отыскиваемом спектре отраженного от планеты излучения. Это исключительно трудная задача, так как свет планет гораздо слабее ослепительного сияния их материнских звезд.
Сигнал от планеты, кроме того, искажается множеством тонких инструментальных и физических эффектов и шумов. Если принять все это во внимание, становится ясно, какой ценой был достигнут успех наблюдений 51 Pegasi b с инструментом HARPS.
Хорхе Мартинс говорит:
 | Примененный метод регистрации имеет огромное научное значение, так как он позволяет нам измерить истинную массу планеты и наклонение ее орбиты, важнейших физических параметров, без знания которых невозможно судить о физических условиях на ее поверхности. С помощью этой методики мы также можем измерить отражающую способность планеты, ее альбедо, а этот параметр необходим для выводов о составе ее поверхности и атмосферы. |  |
Оказалось, что масса 51 Pegasi b составляет примерно половину массы Юпитера, а наклонение ее орбиты по отношению к лучу зрения земного наблюдателя — около девяти градусов. Это значит, что орбита планеты видна с Земли почти «с ребра», хотя такого расположения и недостаточно, чтобы могли происходить транзиты. Планета, по-видимому, по размерам больше Юпитера и обладает очень высокой отражающей способностью. Эти параметры естественны для горячего юпитера, расположенного очень близко к своей материнской звезде и подвергающегося интенсивному воздействию ее излучения.
Конечно, использование приемника HARPS сыграло огромную роль для этой работы, но еще более замечательным фактом стало то, что результат был получен на 3.6-метровом телескопе ESO, сфера применения которого несколько ограничена его техническими характеристиками. Это означает, что применение нового метода на гораздо более совершенном оборудовании и более крупных телескопах, таких, как Очень большой телескоп (VLT) ESO или строящийся E-ELT (European Extremely Large Telescope), должно дать еще более значительные результаты.
| Мы с нетерпением ждем „первого света“ на новом спектрографе ESPRESSO, установленном на VLT, чтобы начать более детальные исследования этой и других планетных систем, — | |
говорит Нуньо Сантос (Nuno Santos) из IA и Университета Порту, соавтор новой работы.
Источники
[править]
