Среда 16 июля 2025 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Как можно узнать, смотрим ли мы на обитаемые экзоземли или адские экзовенеры


Как можно узнать, смотрим ли мы на обитаемые экзоземли или адские экзовенеры

Понедельник, 06 Февраля 2023 00:41

Различия между Землей и Венерой для нас очевидны. Одна планета сияет жизнью и украшена сверкающими морями, а другая представляет собой раскаленную, мерцающую адскую дыру, вулканическая поверхность которой окутана густыми облаками и видна только с помощью радара. Но разница не всегда была очевидной. Фактически, мы привыкли называть Венеру планетой-сестрой Земли.

 

В обитаемых зонах далеких солнц много планет земной группы. Иногда их называют «землеподобными» только потому, что они каменистые и находятся на правильном расстоянии от звезды. Но при скудной информации об их атмосфере и климате и почти полном отсутствии информации о других вещах, таких как тектоника плит, можно ли их действительно точно описать как земные? Могут ли они так же легко быть перегретыми экзовенерами?

 

Поляриметрия может помочь определить, какие экзопланеты больше похожи на Землю, а какие на Венеру.

 

Поляриметрия — это измерение поляризованного света, на который повлиял материал, через который он проходит, отражается, преломляется или дифрагирует. Поляриметрия также является интерпретацией измерений. В новой статье моделируется поляризация звездного света, отражаемого различными типами атмосфер экзопланет, на основе эволюции атмосферы Венеры с момента ее образования. Авторы хотели знать, может ли поляриметрия различать экзопланеты, подобные Земле, и экзопланеты, подобные Венере.

 

Статья называется «От экзоземли к экзовенере — потоки и поляризационные признаки отраженного света» и она опубликована в журнале Astronomy and Astrophysics. Ведущий автор — Гурав Махапатра, физик атмосферы из Нидерландского института космических исследований.

 

Сравнения между Венерой и Землей являются поучительным случаем в планетарной науке. Они обе одного возраста, примерно одинакового размера, обе каменистые планеты, образованные из одних и тех же материалов, и обе имеют значительную атмосферу. Но астрономам любопытна обитаемость. И когда дело доходит до обитаемости, эта пара планет сильно отличается. Земля буквально поет хором жизни, а Венера молчит.

 

Ученые знают, что атмосферы Земли и Венеры со временем сильно изменились. Когда астрономы изучают экзопланеты в поисках похожих на Землю планет, они не могут знать, на какой стадии эволюции они находятся, поэтому им необходимо моделировать атмосферы на разных этапах эволюции. Поскольку экзо-Венеры могут маскироваться под экзо-Земли, им нужен метод, чтобы отличить их друг от друга.

 

Венера могла начаться с тонкой атмосферы, похожей на земную. Возможно, там тоже был океан. Но планета пострадала от безудержного парникового эффекта. Это вытолкнуло воду в атмосферу, создав атмосферу, обогащенную водяным паром. Это заняло время, и исследователи смоделировали атмосферу Венеры в четыре разных этапа, имитируя то, что они могли бы увидеть, когда найдут экзопланеты земной группы.

 

Исследователи рассчитали как поток, так и поляризацию света для атмосфер разных стадий эволюции атмосферы Венеры. Они варьировали состав атмосферы от чистой воды до содержащей серную кислоту, характерный газ в плотной современной атмосфере Венеры. Они хотели выяснить, насколько велика разница поляризации в зависимости от потока. Если поляризация заметно менялась, значит, они были на верном пути.

 

В фазе 1 атмосфера соответствует нынешней атмосфере Земли, за исключением кислорода. Кислород не сильно влияет на результаты, поэтому количество кислорода в атмосфере экзопланеты не будет иметь решающего значения для поляриметрии.

 

В фазе 2 атмосфера больше похожа на венерианскую и состоит почти из чистого газа CO2. У него относительно тонкие облака жидкой воды с b c = 4 и с вершинами облаков на высоте 80 км. Для этой фазы команда использовала r eff 0,5 мкм, что меньше современного значения. Атмосфера была настолько горячей, что не могла произойти сильная конденсация, препятствующая росту частиц.

 

На третьем этапе облака представляют собой густые облака раствора серной кислоты. b c = 120, а вершины облаков находятся на высоте 65 км, потому что атмосфера достаточно холодная, чтобы обеспечить конденсацию и/или слияние насыщенного пара в большом диапазоне высот.

 

В Фазе 4 облака очень похожи на современные облака Венеры. Облака не такие густые с a b c = 30, а вершины облаков находятся на высоте 65 км.

 

Поскольку исследователи рассматривали поляризованный свет, фазовый угол планеты имеет решающее значение для их результатов. Фазовый угол — это угол между светом, падающим на наблюдаемый объект, и светом, отраженным от объекта. В данном случае это угол между нами (наблюдателем), экзозвездой и экзопланетой.

 

Степень поляризации отраженного звездного света показывает большие изменения в зависимости от планетарного фазового угла и длины волны, чем общий поток, пояснили ученые. В видимом свете наибольшая степень поляризации наблюдается у земных атмосфер, содержащих облака водяного пара. Отчасти это связано с рэлеевским рассеянием.

 

Проблема, с которой сталкиваются астрономы при изучении атмосфер экзопланет, заключается в том, что они не могут контролировать фазовый угол своих наблюдений. Это определяет ориентация орбиты планеты, и со временем она меняется. Чтобы учесть это, исследователи объединили все свои данные моделирования в одно изображение, которое показывает, какие планетарные модели имеют наибольшую абсолютную степень поляризации.

 

Исследователи смоделировали Венеру на четырех этапах эволюции и показали, как полярность меняется в зависимости от состава атмосферы, размера частиц и фазового угла. Так что кажется, что поляриметрия может играть большую роль в исследованиях экзопланет. Это уже важный инструмент в астрономии, который используется для изучения черных дыр, дисков, образующих планеты вокруг звезд, скрытых галактических ядер и других астрономических объектов.

 

В распоряжении астрономов имеется множество поляриметров. Инструмент SPHERE на VLT и инструмент HARPS в Ла Силья имеют поляриметры, как и многие другие телескопы. Проблема в том, что, хотя мы можем моделировать изменения полярности экзопланет, это не означает, что они настолько заметны, что мы можем обнаружить их с большого расстояния.

 

«Существующие поляриметры, по-видимому, неспособны различать возможные эволюционные фазы пространственно неразрешенных экзопланет земного типа», — пишут авторы. 

 

Но наши нынешние поляриметры пока не справляются с этой задачей. Телескоп должен быть в состоянии наблюдать большое изменение разрешенной степени поляризации планеты в зависимости от ее фазового угла и, таким образом, быть в состоянии отличить экзо-Землю от экзо-Венера, основанная на уникальных сигнатурах поляризации ее облаков.

 

Предложенный Тридцатиметровым телескопом формирователь изображений планетарных систем также может справиться с этой задачей. Но это инструмент второго поколения, и он не будет доступен с первого дня.

 

Несмотря на то, что современные поляриметрические инструменты могут быть недостаточно мощными, авторы считают, что поляриметрия сможет определить разницу между действительно похожими на Землю планетами и планетами, подобными Венере. Просто нужны поляриметры с экстремальными контрастами.

 

«Достижение таких крайних контрастов позволило бы напрямую обнаруживать планеты земного типа и использовать поляриметрию для различения экзоземли и экзовенеры», - отмечают ученые. 

 

Вероятно, это только вопрос времени.

 
 

 
Николаева Мария Опубликовано в Наука   Теги Новости
Читайте также
Почему спортивные тренировки хуже работают с возрастом, разобрались учёные Почему спортивные тренировки хуже работают с возрастом, разобрались учёные Ученым из Корейского института бионаук и биотехнологий удалось обнаружить белок, позволивший объяснить, почему физическая активность укрепляет мышцы и кости, но лишь до определённого возраста. Результатами исследования авторы поделились в журнале…
Раскрыта история загадочного младенца, найденного в доисторическом колодце Раскрыта история загадочного младенца, найденного в доисторическом колодце В колодце недалеко от итальянского города Фаэнца, недалеко от Равенны, археологи обнаружили останки младенца, жившего в медном веке, примерно 4000–5000 лет назад. Удивительной была не сама находка, а то, что,…
Первую фазу испытаний прошёл препарат для лечения "синдрома Петрушки" Первую фазу испытаний прошёл препарат для лечения "синдрома Петрушки" Успешно завершена первая фаза клинических испытаний экспериментального препарата для лечения "синдрома Петрушки". Эта врожденная патология тормозит и искажает развитие, связана она с мутациями в гене UBE3A. О преимуществах нового препарата…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над территорией России сбили 55 украинских беспилотников МО: за ночь над территорией России сбили 55 украинских беспилотников Силы ПВО в течение ночи уничтожили и перехватили 55 украинских беспилотников над территорией России. Об этом сообщили в Минобороны РФ. "В течение прошедшей ночи в период с 20:00 мск 14…
Поставки оружия Киеву за счет Евросоюза и угроза новых санкций. О чем заявил Трамп Поставки оружия Киеву за счет Евросоюза и угроза новых санкций. О чем заявил Трамп Президент США Дональд Трамп на встрече генеральным секретарем НАТО Марком Рютте в Белом доме объявил о договоренности о поставках американских вооружений Украине за счет европейских стран. Американский лидер также заявил,…
Захарова ответила на слова Рютте о «несерьезности» делегации России Захарова ответила на слова Рютте о «несерьезности» делегации России Безграмотность деятелей НАТО уже привела к многочисленным жертвам, без знания истории вопроса ни одну проблему решить нельзя. Так прокомментировала официальный представитель МИД РФ Мария Захарова выпады генсека НАТО Марка Рютте…
Тема дня
Европе придется заплатить Америке за воюющую Украину Европе придется заплатить Америке за воюющую Украину

«Важное заявление» Дональда Трампа по Украине оказалось не таким радикальным, как ожидалось. Президе...

Фото
Затопленные окаменелости раскрывают давние тайны региона Сундаленд Затопленные окаменелости раскрывают давние тайны региона Сундаленд

За последние 2,5 миллиона лет уровень моря то поднимался, то опускался вокруг островов Юго-Восточной...

Опрос

Какое время продлится напряженность в отношениях между Россией и Азербайджаном?

 

Анекдот дня

Когда телефон был привязан к стене, люди были свободны...

Еще »

Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.

Интересные материалы
МЫ ВКОНТАКТЕ

Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций

(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном

цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с

точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии

предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей

сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".