Отражённое тепло выдало спрятавшиеся планеты

Две работы Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики и космического центра Годдарда открывают новую главу в астрономии – непосредственное измерение параметров далёких планет и их сравнение между собой.

Две независимые команды астрономов, одна во главе с Дрейком Демингом (Drake Deming) из космического центра Годдарда (Goddard Space Flight Center), а вторая – во главе с Дэвидом Шарбонно (David Charbonneau) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) впервые "захватили" тепловое излучение от планет, вращающихся около других звёзд.

Обе группы использовали данные инфракрасного орбитального телескопа Spitzer и одинаковую технику вычисления излучения этих планет.

Сначала астрономы получали изображение звезды вместе с планетой, а потом – снимали поток излучения только от звезды (в момент, когда планета находилась за ней), таким способом вычисляя долю "жара", приходящуюся на планету.

Группа Деминга получила данные о планете HD 209458b, вращающейся вокруг звезды, лежащей в 153 световых годах от Земли.

 

 

А группа Шарбонно получила данные о планете TrES1, лежащей в три с лишним раза дальше. Обе звезды – близки по параметрам к Солнцу.

Обе эти планеты были открыты ранее (в 1999 и 2004 годах), при помощи косвенного метода – по слабым колебаниям блеска звезды в видимом диапазоне излучения.

Орбитальный телескоп Spitzer – один из самых продуктивных инструментов астрономов (иллюстрация с сайта ipac.jpl.nasa.gov).

Теперь, уловив инфракрасный поток от них, учёные вычислили температуры планет.

Они оказались равными 857 градусам Цельсия (HD 209458b) и 788 градусам Цельсия (TrES1). Учитывая большие размеры планет, учёные охарактеризовали их как "горячие Юпитеры".

Оба этих газовых гиганта движутся сравнительно близко от своих родных звёзд. Так, TrES1 удалена от звезды всего на 6,4 миллиона километров. Это расстояние в 23 с лишним раза меньше, чем дистанция от Солнца до Земли.

Кстати, TrES1 отражает 31% падающего на неё света – неудивительно, что она такая горячая.

А HD 209458b интересна в другом. Она задала учёным настоящую теоретическую загадку. Этот гигант слишком крупный для своей массы, раздутый.

Астрономы предположили, что это – результат влияния ещё одной, близкой планеты, пока необнаруженной.

Но, в то же время, нынешнее исследование показало, что HD 209458b движется по очень даже "правильной" круговой орбите, в то время как близкое соседство с ещё одной планетой изменило бы эту орбиту на эллиптическую.

"Мы вернулись в исходную точку, — заметила по этому поводу одна из исследователей HD 209458b, доктор Сара Сиджер (Sara Seager) из общества Карнеги в Вашингтоне (Carnegie Institution of Washington) — Для нас теоретиков, это — забава".

Нужно пояснить, почему учёные сразу в двух группах обратили такое внимание (и так продуктивно, заметим) на инфракрасный диапазон.

Дело в том, что путешествующие в непосредственной близости от своих звёзд планеты-гиганты всего лишь в 400 раз менее яркие (в инфракрасном диапазоне), чем сами звёзды.

А вот в видимом диапазоне их яркости отличаются в 10 тысяч раз. Планеты буквально тонут в блеске своих звёзд.

На этом рисунке художник NASA показал, как трудно заметить планету около звезды в видимом диапазоне (слева) и насколько проще это сделать в инфракрасном свете (справа) (иллюстрация с сайта nasa.gov).

Сейчас астрономам известны уже 130 звёзд, около которых обнаружены планеты, а порой – целые планетные системы, в чём-то напоминающие нашу собственную.

Все они открыты благодаря косвенным методам наблюдения. Измерения колебаний блеска звёзд или лучевой скорости (вращение звезды вокруг общего с планетой-гигантом центра тяжести) дают возможность обнаружить планету, оценить её массу и удалённость от своей звезды. С другими параметрами – куда сложнее.

Вспомним, правда, что сравнительно недавно было опубликовано сообщение о первом в истории снимке экстрасолнечной планеты.

Причём снимок этот был сделан в видимом диапазоне, фактически на пределе разрешения телескопа Yepun (Южная Европейская обсерватория — ESO).

Так выглядит необработанное композитное изображение планетарной системы звезды 2M1207 в синих, зелёных и красных лучах. По всей видимости – первое в истории непосредственное изображение чужой планетарной системы (фото с сайта sc.eso.org).

Но тут нужно пояснить – снимок удался, возможно, просто потому, что звезда 2M1207 – это коричневый карлик, а её планета имеет яркость, меньшую всего в сто раз.

Если же говорить о звёздах похожих на Солнце, и, к тому же – ещё более крупных и ярких, то выявление в их сиянии слабого отблеска планет – весьма непростая задача.

Потому, скорее всего, здесь долго будут господствовать косвенные методы, наподобие вычитания инфракрасного излучения, применённого в двух новых работах.

Возможно, это положение кардинально изменится после запуска на орбиту уникального телескопа-коронографа Terrestrial Planet Finder, который NASA намерено отправить в космос, по последним данным, в 2016 году.

Статья получена: Membrana.ru