Пятница 01 декабря 2023 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
Главное за сутки
МО РФ сообщило об уничтожении безэкипажного катера ВМС Украины МО РФ сообщило об уничтожении безэкипажного катера ВМС Украины Самолеты авиации Черноморского флота уничтожили следовавший к Крыму украинский морской дрон, сообщили в Минобороны России. "Около 08:00 мск в западной части акватории Черного моря был обнаружен следовавший в направлении Крымского…
Задержан подозреваемый в терактах на железной дороге и военном аэродроме в Рязанской области Задержан подозреваемый в терактах на железной дороге и военном аэродроме в Рязанской области Силовики задержали подозреваемого в организации терактов на железной дороге и на военном аэродроме в Рязанской области по заданию военной разведки Украины, сообщили РИА Новости в пресс-службе СК и в ФСБ.…
Путин подписал указ о создании холдинга для управления аэропортом Пулково Путин подписал указ о создании холдинга для управления аэропортом Пулково Президент России Владимир Путин подписал указ, по которому все сто процентов долей кипрской компании в уставном капитале "Воздушных ворот Северной столицы" (управляющей компании аэропорта Пулково) передают в собственность "Холдинга ВВСС",…
Интернет и СМИ
Читайте также
Neurology: ученые США выявили самый первый признак деменции Neurology: ученые США выявили самый первый признак деменции Учеными Калифорнийского университета выявлен самый ранний признак болезни Альцгеймера, самой часто встречаемой разновидности деменции. Правда, заметить его могут только врачи. Как рассказывают специалисты в материале для журнала Neurology, высокий риск…
Interesting Engineering: учёные представили породы собак через 10 тысяч лет Interesting Engineering: учёные представили породы собак через 10 тысяч лет Ветеринары и генетики из Basepaws, компании по генетическому тестированию домашних животных в Калифорнии, используют передовые методы искусственного интеллекта, чтобы представить, какими могут стать собаки через 10 000 лет. Эти прогнозы…
BMJ: Изменение образа жизни избавляет от симптомов нижних мочевыводящих путей BMJ: Изменение образа жизни избавляет от симптомов нижних мочевыводящих путей Учеными, представляющими Бристольскую медицинскую школу, найден способ избавления больных без медикаментов от симптомов патологии нижних мочевыводящих путей (СНМП).* Материалы исследования обнародованы в British Medical Journal (BMJ). СНМП, поясняют специалисты, это…
Тема дня
Бессильный бойкот гордых шпрот Бессильный бойкот гордых шпрот

Главы лимитрофных прибалтийских дипломатий и примкнувший к ним Кулеба явно не верят в то, что слово ...

Фото
Выявлено новое последствие ковида: под угрозой речь и словарный запас Выявлено новое последствие ковида: под угрозой речь и словарный запас

Российские ученые в процессе нового исследования выявили еще одно неожиданное последствие ковида: он...

Опрос

Когда возможно начало мирных переговоров по Украине?

 

Анекдот дня

Специалисты установили, что Тык - это прозвище древнего ученого. Его методом многие в научном мире пользуются до сих пор.

Еще »
Комментарии для сайта Cackle
Ученые выяснили, как мозг реагирует на привлекательные лица
Как снизить риск рака — рассказали ученые
СМИ2
Мы на одноклассниках
 

 

МЫ ВКОНТАКТЕ

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-83392 от 07.06.2022, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи,

информационных технологий и массовых коммуникаций. 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)".