Близится эра поисков внеземных биосфер у других звезд
Оригинал взят у za_neptunie в Близится эра поисков внеземных биосфер у других звезд
Открытие в прошлом году транзитных землеразмерных планет в близких системах красных и коричневых карликов Глизе-1132 и TRAPPIST-1 сделало реальным обнаружение биосфер у экзопланет уже в ближайшие годы.
При публикации открытия планеты Глизе-1132 сообщалось:
Одновременно Глизе 1132b представляет уникальную цель для спектроскопических наблюдений. Если её атмосфера богата кислородом, то в спектре глубина его спектральной линии должна составлять около 5 частей на миллион (ppm). Для сравнения для более тусклой Глизе 1214 на телескопе Хаббл за 60 орбит наблюдений была достигнута точность фотометрии в 25 частей на миллион. Для более крупного телескопа JWST такие наблюдения будут ещё более простыми. Кроме того он сможет измерить саму температуру планеты по регистрации вторичного затмения. Глубина этого затмения должна составлять на 10 микрон 40-130 ppm и на 25 микрон 160-300 ppm в зависимости от альбедо.
При публикации открытия трех планет в системе TRAPPIST-1 сообщается, что для измерения температуры этих планет с точностью лучше 15% необходимо 70, 90 и 270 часов наблюдений телескопа JWST соответственно. Если у данных планет отсутствует высотная дымка, то этот телескоп способен обнаружить спектральные линии H2O, CO2, CH4, CO и O3 при их глубине превышающей 10 частей на миллион (ppm). Кроме того там же сообщается, что новое поколение 20-40-метровых наземных телескопов способно обнаружить у этих планет линии кислорода в случае наблюдения до 80 транзитов данных планет (подобные наблюдения из-за ограничений наземных телескопов могут растянуться на 5-15 лет).
В ещё одной недавней публикации рассматриваются возможности телескопа JWST по обнаружению в спектрах планет системы TRAPPIST-1 линии озона (О3). Как известно, этот газ является ключевым для земной жизни, защищая биосферу от опасного УФ-излучения. В результате расчеты показывают, что земную концентрацию озона телескоп JWST может обнаружить при наблюдении 30 транзитов планеты TRAPPIST-1b, и при наблюдении 60 транзитов планет TRAPPIST-1с и TRAPPIST-1d.
В тоже время авторы последней работы отмечают, что систему TRAPPIST-1 из-за её нахождения вблизи эклиптики телескоп JWST может наблюдать лишь 100 дней в году. Поэтому, если период обращения планеты TRAPPIST-1d близок к 18 дням, то наблюдения её 60 транзитов растянутся на 10 лет, что близко к теоретическому пределу времени работы этого космического телескопа. В связи с этим авторы работы возлагают надежды на обнаружение будущим проектом SPECULOOS более благоприятных систем с точки зрения возможности их непрерывных наблюдений телескопом JWST.
Открытие в прошлом году транзитных землеразмерных планет в близких системах красных и коричневых карликов Глизе-1132 и TRAPPIST-1 сделало реальным обнаружение биосфер у экзопланет уже в ближайшие годы.
При публикации открытия планеты Глизе-1132 сообщалось:
Одновременно Глизе 1132b представляет уникальную цель для спектроскопических наблюдений. Если её атмосфера богата кислородом, то в спектре глубина его спектральной линии должна составлять около 5 частей на миллион (ppm). Для сравнения для более тусклой Глизе 1214 на телескопе Хаббл за 60 орбит наблюдений была достигнута точность фотометрии в 25 частей на миллион. Для более крупного телескопа JWST такие наблюдения будут ещё более простыми. Кроме того он сможет измерить саму температуру планеты по регистрации вторичного затмения. Глубина этого затмения должна составлять на 10 микрон 40-130 ppm и на 25 микрон 160-300 ppm в зависимости от альбедо.
При публикации открытия трех планет в системе TRAPPIST-1 сообщается, что для измерения температуры этих планет с точностью лучше 15% необходимо 70, 90 и 270 часов наблюдений телескопа JWST соответственно. Если у данных планет отсутствует высотная дымка, то этот телескоп способен обнаружить спектральные линии H2O, CO2, CH4, CO и O3 при их глубине превышающей 10 частей на миллион (ppm). Кроме того там же сообщается, что новое поколение 20-40-метровых наземных телескопов способно обнаружить у этих планет линии кислорода в случае наблюдения до 80 транзитов данных планет (подобные наблюдения из-за ограничений наземных телескопов могут растянуться на 5-15 лет).
В ещё одной недавней публикации рассматриваются возможности телескопа JWST по обнаружению в спектрах планет системы TRAPPIST-1 линии озона (О3). Как известно, этот газ является ключевым для земной жизни, защищая биосферу от опасного УФ-излучения. В результате расчеты показывают, что земную концентрацию озона телескоп JWST может обнаружить при наблюдении 30 транзитов планеты TRAPPIST-1b, и при наблюдении 60 транзитов планет TRAPPIST-1с и TRAPPIST-1d.
В тоже время авторы последней работы отмечают, что систему TRAPPIST-1 из-за её нахождения вблизи эклиптики телескоп JWST может наблюдать лишь 100 дней в году. Поэтому, если период обращения планеты TRAPPIST-1d близок к 18 дням, то наблюдения её 60 транзитов растянутся на 10 лет, что близко к теоретическому пределу времени работы этого космического телескопа. В связи с этим авторы работы возлагают надежды на обнаружение будущим проектом SPECULOOS более благоприятных систем с точки зрения возможности их непрерывных наблюдений телескопом JWST.