Автоматическая межпланетная станция «Кассини» с 2004 года изучает систему Сатурна и его спутников. За это время аппарат десятки раз совершил пролеты мимо Титана – спутника, окутанного плотной облачной атмосферой – и много раз сделал снимки того, как Солнце скрывается за диском этого небесного тела. Американские ученые из Центра имени Эймса подметили, что наблюдения за закатами на Титане схожи с наблюдениями экзопланет транзитным методом.

Транзитный метод поиска экзопланет основан на том, что, проходя между диском своей звезды и Землей, экзопланета заслоняет от нас часть света звезды. В такие моменты наблюдаемая яркость звезды снижается, и, поскольку планеты движутся по замкнутым орбитам, колебания яркости повторяются с регулярной периодичностью. Период колебаний определяет длительность года на экзопланете, а их амплитуда позволяет оценить массу удаленного тела. Из этих двух величин астрономы вычисляют радиус орбиты. Кроме того, в моменты транзита свет от звезды проходит через атмосферу планеты. Анализ изменений, происходящих в спектре излучения звезды, дает информацию о составе атмосферы планеты.

Вернемся к Солнцу, Титану и «Кассини». В случае с экзопланетами в уравнении из спектра звезды, измененного спектра и состава атмосферы последняя величина является искомой переменной, которую мы хотим выяснить. Но состав атмосферы Титана хорошо изучен благодаря многочисленным пролетам мимо него «Кассини» и, конечно, данным с посадочного зонда «Гюйгенс». Если говорить образно, зная все переменные, ученые смогли «откалибровать» связывающее их уравнение.

Дело в том, что плотная атмосфера Титана (давление у его поверхности в полтора раза выше, чем на Земле) неоднородна. Как и на Земле, там присутствуют облака и туманы. Наличие таких эффектов влияет на спектральную проницаемость атмосферы. Это является проблемой: неоднородности атмосферы являются второй неизвестной в нашем уравнении, когда мы применяем его к экзопланетам. Т. е. в зависимости от наличия или отсутствия там облаков, полученная спектральная информация может свидетельствовать о разных характеристиках атмосферы.

К счастью, ученым при помощи «Кассини» удалось найти решение. В исследовании использовались данные четырех наблюдений, сделанных в период между 2006 и 2011 годами инфракрасным спектрометром зонда. Выяснилось, что находящиеся на большой высоте туманы сильно ограничивают пропускаемый спектр света. Такая облачность сильнее влияет на волны короткой длины (синие), чем на длинные. Ранее же считалось, что из-за туманов уменьшается пропускаемость света всего спектра. Зная это правило, астрономы могут оценить влияние облачности в атмосферах экзопланет на изменение спектра звезд при транзите.

Конечно же, полученные учеными правила должны работать не только в отношении Титана. Улучшить методику могло бы изучение других планет Солнечной системы, обладающих атмосферой, включая Марс и, разумеется, Землю.

• < Назад
• Вперёд >