04:36
Москва
10 июля ‘20, Пятница

На планете Осирис дует сверхзвуковой ветер

Опубликовано
Текст:

Голландский астроном нашел способ напрямую определять скорость и массу экзопланет. А заодно обнаружил ветер, дующий со сверхзвуковой скоростью на планете Осирис.

С тех пор как астрономы обнаружили первую внесолнечную планету, точность их инструментов выросла фантастически. О задачах, которые теперь им под силу, ученые, 15 лет назад открывшие первую экзопланету, не могли и мечтать. Планеты открывают разными способами, отыскивают «залпами» и по одной, видят и газовые «горячие Юпитеры», и твердые шарики. Астрономы научились фиксировать собственное вращение планет и частично определять состав их атмосферы. Но методика, предложенная Игнасом Шнелленом из Лейденского университета, позволила продвинуться еще дальше. С ее помощью ученые впервые напрямую определили массу известной экзопланеты и вычислили, с какой скоростью в ее атмосфере дуют ветры.

Руководство для охотниковЭкзопланеты, то есть планеты у звезд, отличных от Солнца, астрономы ищут пятью основными способами.
Если перед астрономами стоит задача вычислить массу каждой из двух гравитационно связанных звезд, то она легко решается при условии, что известны скорости каждого компаньона и их расстояние до общего центра масс. Система звезда--планета отличается тем, что один из компаньонов многократно тусклее и легче другого, так что говорить о скорости можно лишь по «качанию» самой звезды на луче зрения наблюдателя. Но Шнеллен придумал, как напрямую измерить скорость обращения планеты.

Осирис из Пегаса

Открытая в 1999 году в созвездии Пегаса планета HD209458b стала первой, на которой был опробован метод транзитов – отслеживания периодических колебаний яркости звезды. Газовый гигант, прозванный Осирисом, в 20 раз ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу, и скользит по диску звезды в течение трех часов. Как и Луна на орбите Земли, планета HD209458b всегда повернута к звезде одним боком.

Из геометрических соображений, которые проиллюстрированы схемой, ясно, что в момент начала транзита планета должна несколько приближаться к Земле, а под конец покрытия – удаляться. Правда, это выполнялось бы в том случае, если бы сама звезда не двигалась относительно Земли. В общем же случае спектральные линии элементов планеты, если бы их удалось промерить, в начале транзита сдвигались бы в голубую область, а в конце – в красную.

Тонкая игра со спектром

Так как звезда во много раз ярче и горячее, наивно надеяться, что можно поймать линии излучения вещества самой планеты. Но в момент транзита свет звезды, скользя сквозь атмосферу планеты, получает от нее характерные метки – спектральные линии поглощения различных элементов. Длина волны, на которой элемент поглотил свет звезды, указывает на скорость этой молекулы относительно источника света. А это значит, что по таким линиям наблюдатель на Земле может точно сказать, с какой скоростью атмосфера двигалась в начале транзита, а с какой – в конце. При помощи сверхточного спектрографа, установленного на чилийском телескопе VLT, астрономы промерили в спектре звезды линии угарного газа CO, который присутствует в атмосфере планеты. Оказалось, что в момент начала транзита скорость планеты на луче зрения на 30 км/с меньше, чем в конце. Зная диаметр звезды, вычислить орбитальную скорость планеты стало простым делом – она оказалась равной 140 км/с. А подставив эту скорость в ньютоновские уравнения движения, ученые вычислили массу планеты – 0,646 массы Юпитера. Менее точно масса (0,7 массы Юпитера) планеты была известна и раньше. Ученые доказали главное – увеличение точности приборов, в данном случае спектральных, дает возможность мерить тончайшие эффекты, которые нельзя уловить более грубыми инструментами.

Сверхзвуковой терминатор

Тот же метод помог установить, что в районе терминатора -- на границе вечного дня и вечной ночи -- атмосфера планеты Осирис принимает участие в куда более стремительном движении: с раскаленной дневной стороны в сторону холодной ночной постоянно дует ветер с умопомрачительной скоростью – 2 км/c. Это в шесть раз выше скорости звука в воздухе на уровне земного моря.

«Планета HD209458b определенно не для трусливых, -- пошутил Шнеллен. -- Но в будущем астрономы могут использовать такие наблюдения за атмосферой похожих на Землю планет в поисках жизни».

Работа ученых опубликована в журнале Nature.

Читайте нас в Дзене

Добавьте ленту «INFOX.ru» в свою личную и получайте актуальные новости ежедневно

Подписаться
Психолог: «Месяц на развод – маловато»
Реклама