Новая технология взвешивания экзопланет

За последние два десятилетия астрономы подтвердили существование более 900 планет за пределами Солнечной системы и обнаружили более 2300 потенциальных миров. Но ученые хотят не просто их обнаружить, а проанализировать в деталях, чтобы определить, являются ли они потенциально пригодными для жизни.

Масса планеты может помочь ученым понять больше об атмосферной структуре экзопланеты и является она твердой или газообразной. Оба эти фактора влияют на поддержание жизни. Также масса планеты может подсказать, как планета охлаждается, ее тектонические плиты, как она генерирует магнитные поля и вытекает ли газ из ее атмосферы.

Тем не менее, в настоящее время методы взвешивания экзопланет ограничены. Самым распространенным методом является метод Доплера, который позволяет определить амплитуду колебаний радиальной скорости. Проблема в том, что этот метод работает лишь на малой части планет, небольших, слабых, далеких от своих звезд.

Однако ученым удалось разработать стратегию, позволяющую взвесить планету, для которой достаточно просто взглянуть на атмосферу.

Чтобы понять, как работает этот метод, необходимо представить, что атмосфера экзопланеты становится тоньше с высотой, как у Земли. Это потому, что сила гравитационного притяжения планеты слабеет при отдалении от планеты.

Поскольку сила гравитационного притяжения планеты зависит от ее массы, исследователи могут вывести массу экзопланеты, наблюдая, как ее атмосфера редеет с высотой. Недостатком метода считается то, то работает она лишь на планетах с атмосферой.

Чтобы проверить этот метод, получивший название MassSpec, исследователи применили его на экзопланете, известной как HD 189733b, расположенной примерно в 63 световых годах от Земли, открытой в 2005 году. Ее массу вычислили с помощью метода радиальных скоростей, которая почти в 1,15 раз превышает массу Юпитера (1,8986·1027 кг).

В настоящее время MassSpec работает только на газовых гигантах, размером с Юпитер и Сатурн.

Если и когда телескопы, такие как космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба и Exoplanet Characterisation Observatory (EChO) Европейского Космического Агентства запустят, MassSpec сможет взвесить практически любые планеты – массой равной земной, превышающей ее в 10 раз, а также газообразные планеты, известные как мини-нептуны, масса которых в 10 раз меньше земной.