Поскольку следующее поколение гигантских мощных обсерваторий начинает работу, недавние исследования показывают, что их инструменты могут предоставить ученым беспрецедентную возможность понять погодные условия на далеких экзопланетах. Обсерватории, известные как Чрезвычайно Большой Телескоп (ELT), в состав которых входят Чрезвычайно Большой Телескоп (ELT), Гигантский Магелланов Телескоп (GMT) и Тридцатиметровый Телескоп (TMT), станут крупнейшими наземными телескопами, когда-либо построенными, с инструментами, которые, как ожидается, превзойдут космический телескоп Джеймса Уэбба.
Следующее поколение гигантских телескопов предоставит беспрецедентные возможности для изучения погоды и изменений поверхности далеких космических объектов, помогая исследовать их химический состав и магнитные поля. Эта расширенная возможность улучшит поиск внеземной жизни, предоставляя подробную информацию о потенциально обитаемых планетах. Художественная иллюстрация инопланетного мира. В исследовании используется новый код для проверки возможностей телескопов следующего поколения.
Данные, собранные с помощью этих мощных инструментов, позволят астрономам использовать доплеровскую визуализацию — метод, который может воспроизводить двумерные карты поверхностей небесных тел — для точного измерения магнитных и химических свойств ультрахолодных целей (или космических объектов с температурой ниже 2700 К, таких как коричневые карлики (BD) или звезды очень малой массы (VLM)) — и даже некоторых экзопланет.
Возможность более точного изучения химического состава этих объектов не только помогает улучшить наше понимание некоторых из самых загадочных объектов во Вселенной, но и дает более глубокое понимание поиска жизни в других мирах, сказал Майкл Пламмер, ведущий автор исследования и аспирант астрономии в штате Огайо.
«Понимание атмосфер других тел за пределами нашей солнечной системы не только позволяет нам понять, как ведет себя атмосфера Земли, но также позволяет ученым применять эти концепции для изучения потенциально обитаемых планет», — сказал Пламмер.
Исследование было недавно опубликовано в The Astrophysical Journal.
Магнетизм особенно важен при поиске миров, подобных нашему, поскольку считается, что магнитные поля, особенно в небольших звездных системах, необходимы для поддержания и влияния на то, могут ли планеты поддерживать жизнь на своих поверхностях.
Чтобы помочь в этом поиске, Пламмер и соавтор исследования Джи Ван, доцент кафедры астрономии в Университете штата Огайо, ранее разработали общедоступный код анализа под названием «Imber» для моделирования и вывода различий, таких как наличие магнитных звездных пятен, облачных систем и других атмосферных явлений (таких как ураганы) на поверхности удаленных объектов.
В этом исследовании они использовали эту технику для оценки научных возможностей различных инструментов ELT по обнаружению изменений поверхности шести целей: Траппист-1, хорошо изученной семипланетной системы примерно в 40 световых годах от Земли, двух коричневых карликов и трех экзопланет.
Они использовали эту технологию для изучения возможностей прибора GMT Large Earth Explorer (GMT/GCLEF), сканера и спектрографа ELT среднего инфракрасного диапазона ELT (ELT/METIS) и многообъектного инфракрасного спектрографа высокого разрешения с ограничением дифракции TMT (MODHIS).
Исследователи обнаружили, что, хотя различение звездных пятен на Trappist-1 было сложной задачей для всех трех инструментов из-за наклона края Trappist-1 (или его орбиты, параллельной остальной части неба), ELT и TMT могли производить наблюдения с высоким разрешением за коричневыми карликами и экзопланетами за один оборот.
Напротив, инструменты GMT требуют нескольких раундов наблюдений, чтобы определить, имеют ли экзопланеты, выбранные для исследования, неровности поверхности. В целом, это исследование показывает, что их метод может точно оценить будущие возможности ELT и помочь определить, требуют ли будущие цели более масштабных исследований.
Пламмер также сказал, что новая техника вызвала интерес среди ученых, которые надеются идентифицировать или подтвердить открытие планетных объектов, используя метод лучевых скоростей — метод обнаружения экзопланет путем изучения небольшого гравитационного воздействия, которое объект оказывает на звезду, вокруг которой он вращается. По сути, их исследования — это первый шаг, который поможет ученым получить максимальную отдачу от будущих астрономических инструментов.
«Чем больше мы узнаем о других планетах, похожих на Землю, тем больше эти открытия могут дать информацию самой науке о Земле. Наша работа уникально подходит для того, чтобы помочь в проведении этих реальных наблюдений», — сказал Пламмер.