«Хаббл» зафиксировал различимые сигналы воды на туманных планетах

Используя объектив космического телескопа NASA «Хаббл», две группы ученых обнаружили признаки воды в атмосферах пяти отдаленных планет

Ранее уже сообщалось о наличии атмосферной воды на нескольких экзопланетах, вращающихся вокруг звезд за пределами нашей Солнечной системы, но это исследование является первым, в котором удалось относительно точно измерить и сравнить характер и интенсивность следов воды на нескольких планетах, сообщается в Science Daily.

Пять планет – WASP-17b, HD209458b, WASP-12b, WASP-19b и XO-1b – вращаются вокруг соседних звезд. Интенсивность признаков воды на них различается. С планеты WASP-17b, которая имеет особенно плотную атмосферу, и с планеты HD209458b были получены самые сильные сигналы. Следы на других трех планетах – WASP-12b, WASP-19b и XO -1b, – также говорят о наличии воды.

«Мы уверены, что обнаружили следы воды на нескольких планетах, – сказал Ави Мэнделл, планетарный ученый из Центра космических полетов NASA имени Годдарда в Гринбелт (штат Мэриленд) и ведущий автор статьи в Astrophysical Journal, где были описаны полученные данные по планетам WASP-12b, WASP-17b и WASP-19b. – Эта работа действительно открывает возможность сравнить количество воды, содержащейся в атмосферах различных видов экзопланет, – например, наиболее горячей и наиболее холодной».

Исследования были частью проекта по изучению атмосфер экзопланет во главе с Л. Дрейк Демингом из Университета штата Мэриленд. Команды использовали широкоугольную камеру «Хаббла» Wide Field Camera 3 для регистрации особенностей поглощения излучения атмосферами планет. Наблюдения проводились в диапазоне инфракрасных волн, которые позволяют зафиксировать признаки воды, если она присутствует на планете. Команды сравнили формы и интенсивность характера поглощения, и консистенция следов дала им уверенность, что они обнаружили воду. Наблюдения продемонстрировали продуктивность продолжающихся исследований экзопланет «Хабблом».

Изображение показывает, излучение каких длин волн поглощается, а какое проходит через атмосферу планеты. Изображение с сайта nasa.gov

«В действительности очень сложно обнаружить атмосферу экзопланеты. Но мы смогли получить очень четкий сигнал, и оказалось, что это вода», – заявил Деминг. Команда Деминга использовала новую наиболее чувствительную технику, что увеличило точность их измерений.

Сигналы воды были не настолько выраженными, как ожидалось, и ученые подозревают, что это связано со слоем дымки или пыли в атмосфере каждой из пяти планет. Эта дымка может снизить интенсивность всех сигналов в атмосфере так же, как и туман приглушает цвета на фотографиях. В то же время дымка изменяет характер сигналов воды и других важных молекул.

Пять планет принадлежат к классу «горячих юпитеров», они являются планетами-гигантами, орбиты которых близко расположены к их звездам. Изначально исследователи были удивлены, что все пять планет оказались туманными. Но Деминг и Мэнделл отметили, что другие исследователи находят подтверждение наличия дымки вокруг новооткрытых экзопланет.

«Эти исследования, в сочетании с другими наблюдениями «Хаббла», показывают нам, что существует удивительно большое число систем, где сигналы воды являются слабыми или вовсе отсутствуют, – сказала Хизер Натсон из Калифорнийского технологического института, соавтор исследования Деминга. – Наличие дымки может свидетельствовать о том, что облачные или туманные атмосферы могут быть общими чертами «горячих юпитеров».

Высокопроизводительная камера «Хаббла» Wide Field Camera 3 является одной из немногих камер в мире, способных детально рассмотреть атмосферы экзопланет, находящихся в триллионах километров от Земли. Эти исключительно сложные исследования можно проводить только тогда, когда планеты уже исследованы методом транзита, – во время прохождения перед своими звездами. Исследователи могут идентифицировать газы в атмосферах планет, когда становится понятно, какое излучение звезды поглощается, а какое проходит дальше.