Телескоп Уэбба впервые увидел свет от экзопланеты

• 29.03.2023
• 148 просмотров

Изображение: European Space Agency

Международная группа астрономов измерила температуру экзопланеты TRAPPIST-1 b в ходе наблюдений за тепловым излучением планеты с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST). Это первое в истории обнаружение света, испускаемого скалистой экзопланетой, подобной планетам внутренней области Солнечной системы. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Наблюдения были проведены в среднем инфракрасном диапазоне с использованием прибора JWST Mid-InfraRed Instrument (MIRI). Увиденное показало, что дневная сторона TRAPPIST-1 b нагревается до 500 кельвинов или 230 градусов Цельсия, что указывает на почти полное отсутствие атмосферы. Эта планета находится от родительской звезды на расстоянии 0,011 астрономической единицы, что составляет примерно одну сотую расстояния между Землей и Солнцем. Также известно, что она получает примерно в четыре раза больше лучистой энергии, чем Земля. Оборот вокруг звезды планета совершает за 1,51 дня.

TRAPPIST-1 b немного больше Земли, но имеет примерно такую ​​же плотность, что указывает на то, что планета должна иметь каменистый состав. Ее родительская звезда представляет собой ультрахолодный красный карлик (M-карлик) с температурой всего 2566 кельвинов и массой в 0,09 массы Солнца.

Предыдущие наблюдения TRAPPIST-1 b, проведенные с помощью космического телескопа «Хаббл» НАСА/ЕКА, а также космического телескопа НАСА «Спитцер», не обнаружили никаких доказательств существования толстой атмосферы, но не смогли исключить наличие тонкой и плотной атмосферы. Однако планета находится в приливном захвате, то есть она всегда обращена одной и той же стороной к родительской звезде, поэтому можно измерить эффект нагревания ночной стороны и охлаждения дневной от наличия атмосферы.

Подход, использованный учеными, называется фотометрией вторичного затмения. Он заключается в том, что MIRI измеряет изменение яркости системы по мере того, как планета вращается вокруг звезды. Хотя TRAPPIST-1 b недостаточно горяча, чтобы излучать видимый свет, она испускает инфракрасное излучение. Вычитая яркость звезды (когда планета скрывается за ней) из яркости звезды и планеты вместе взятых, ученые рассчитали, сколько инфракрасного света испускает планета. Затем результаты сравнили с компьютерными моделями, показывающими, какой будет температура поверхности в различных условиях. Модель учитывала такие параметры, как размер и плотность планеты, а также температура звезды и орбитальное расстояние.

Обнаружение вторичного затмения также является важной вехой в наблюдательной астрономии, поскольку звезда более чем в 1000 раз ярче планеты, и изменение яркости системы составляет менее 0,1 процента. Анализ данных пяти отдельных наблюдений вторичных затмений показывает, что TRAPPIST-1 b имеет дневную температуру около 500 кельвинов, или примерно 230 градусов Цельсия.