Как выявление суши на экзопланетах может помочь учёным лучше понять, может ли экзопланета поддерживать жизнь? На этот вопрос пытается ответить недавно представленное исследование, в котором группа учёных изучила, как обнаружение суши на экзопланетах может помочь исключить ложные срабатывания при идентификации планет типа «водный мир». Такие ложные срабатывания возникают, когда данные указывают на то, что экзопланета покрыта глубокими океанами (примерно 50 океанов Земли), отсюда и название «водный мир».
Методы исследования
В рамках исследования учёные проанализировали спектральные данные, полученные из библиотеки спектров Геологической службы Соединённых Штатов (USGS), за исключением данных по пустынному песку и льду. Целью исследования было выяснить, сможет ли космический телескоп нового поколения — обсерватория «Обитаемые миры» (Habitable Worlds Observatory, HWO) — обнаружить массивы суши на каменистых экзопланетах.
В итоге учёные определили, что для обнаружения массивов суши телескопу HWO потребуется размер примерно 8 метров, чтобы получить данные о соотношении сигнал/шум (SNR) в видимом и ультрафиолетовом диапазонах.
Выводы исследования
В выводах исследования отмечается: «Обнаружение суши с помощью спектроскопии отражённого света может помочь HWO исключить ложные срабатывания, связанные с подавлением поглотителей O₂ из-за чрезвычайно глубоких океанов. Обнаружение суши возможно, потому что все вероятные поверхности суши для аналогов экзо-Земли имеют положительный наклон спектра отражения в видимом диапазоне, в то время как жидкая вода и водяной лёд/снег имеют плоский спектр или наклон в отрицательную сторону соответственно».
О телескопе HWO
HWO — это предлагаемая миссия космического телескопа нового поколения, который должен стать самым мощным из построенных космических телескопов после космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA). Планируемые возможности HWO включают съёмку объектов в оптическом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах. Его основная цель — непосредственное наблюдение как минимум 25 обитаемых экзопланет.
Несмотря на то что запуск HWO запланирован на 2040-е годы, учёные и инженеры продолжают разрабатывать технологии, необходимые для выполнения миссии HWO и обнаружения обитаемого мира за пределами Земли.
Кандидаты на экзопланеты типа «водный мир»
Среди текущих кандидатов на экзопланеты типа «водный мир» можно назвать экзопланеты (и расстояния от Земли) в системе TRAPPIST-1 (40 световых лет) и Kepler-11 (2110 световых лет), а также Kepler-62e (1200 световых лет), Kepler-62f (1200 световых лет), Kepler-22b (587 световых лет) и GJ 1214b (40 световых лет).
Недавно в 2024 году в журнале «The Astrophysical Journal Letters» было опубликовано исследование, в котором сообщалось, что космический телескоп Джеймса Уэбба обнаружил «паровой мир», идентифицированный как GJ 9827d, который находится примерно в 97 световых годах от Земли, а его радиус немного меньше двух земных. Интересно, что атмосфера GJ 9827d состоит из пара, но сама планета, по оценкам, слишком горяча, чтобы поддерживать жизнь в том виде, в каком мы её знаем.
Хотя количество экзопланет типа «водный мир» в настоящее время ограничено, число подтверждённых экзопланет в нашей галактике Млечный Путь быстро приближается к 6000, среди которых 219 каменистых экзопланет и 1746 суперземель, подобных GJ 9827d.
Космический телескоп Джеймса Уэбба обладает достаточной мощностью для анализа состава атмосферы экзопланет, а HWO может начать новую эру в открытии и исследовании экзопланет, непосредственно визуализируя обитаемые миры и потенциально обнаруживая экзопланету, способную поддерживать жизнь в том виде, в каком мы её знаем, или даже в том виде, в каком мы её не знаем.