Сотні планет, схожих на Венеру, незабаром можуть допомогти з’ясувати, чому одні світи перетворюються на парникові пекла, а інші залишаються придатними для існування життя. Але перш ніж відповісти на це запитання, науковці мають з’ясувати, з якою швидкістю обертаються ці планети. Місія PLATO, запуск якої запланований на 2027 рік, зможе допомогти астрономам розв’язати цю проблему.
Швидкість обертання і клімат планети
Швидкість обертання планети допомагає визначити, як енергія від зорі, наприклад, Сонця, поширюється навколо планети, формує її погодні умови та взаємодіє з її атмосферою й океанами, якщо такі є. Не знаючи справжньої швидкості обертання, науковці, які намагаються змоделювати клімат екзопланети, не мають важливої інформації.
«Люди зазвичай не звертають уваги на обертання планети, але це абсолютно ключовий фактор для розуміння її клімату», — зазначив Стівен Кейн, планетний астрофізик із Каліфорнійського університету в Ріверсайді.
У своїй науковій статті Кейн застерігає, що вимірювання обертання віддаленої планети — справа не така вже й проста. Астрономи можуть вважати, що вимірюють обертання самої планети, тоді як насправді вимірюють вітри, що мчать у її атмосфері.
Венера ілюструє цей ризик
Венера — це повчальний приклад. Планеті потрібно 243 земних дні, щоб зробити один оберт навколо своєї осі, але її верхні шари атмосфери обертаються навколо планети лише за чотири дні, через що здається, ніби Венера обертається приблизно в 60 разів швидше, ніж насправді.
Що стосується планет, які обертаються навколо інших світил, астрономи зазвичай не можуть побачити тверду поверхню, яка б дала змогу визначити, з якою швидкістю обертається сама планета. Натомість вимірювання можуть ґрунтуватися на змінах, помітних в атмосфері. Стаття Кейна є попередженням про те, що ці атмосферні рухи не обов’язково свідчать про обертання планети, що лежить під ними.
Проте цю проблему можна розв’язати. Кейн пропонує спостерігати за однією й тією ж планетою на різних довжинах хвиль, зокрема в інфрачервоному діапазоні, що дозволить науковцям досліджувати глибші шари її атмосфери.
На Венері швидкість вітру зменшується ближче до поверхні. Порівнюючи вимірювання, проведені на різних глибинах атмосфери, вчені змогли побудувати модель зміни швидкості вітру та використати її для більш точної оцінки швидкості обертання самої планети. Про це повідомляє сайт phys.org.
Значення місії PLATO для виявлення венероподібних планет
Знання того, як це зробити, незабаром може стати набагато важливішим. В окремій статті, опублікованій нещодавно, Кейн та його колеги прогнозують, що нова місія Європейської космічної агенції — PLATO — відкриє сотні планет, схожих на Венеру, що надасть безпрецедентну можливість визначити, наскільки поширеними насправді є світи, подібні до венеріанського.
Місія PLATO, запуск якої запланований на березень 2027 року, досліджуватиме велику частину неба в пошуках планет, що проходять перед своїми зорями. На відміну від попередніх місій з пошуку планет, вона впродовж багатьох років спостерігатиме за деякими регіонами, що дозволить їй виявляти планети, яким потрібно більше часу для проходження повного оберту навколо зорі.
Не менш важливо, що багато планет, виявлених PLATO, обертатимуться навколо відносно яскравих світил. Це зробить їх кращими об’єктами для подальших спостережень за допомогою таких приладів, як космічний телескоп James Webb, який здатний досліджувати їхні атмосфери.
Науковці прогнозують, що місія PLATO виявить кілька сотень планет, схожих на Венеру, що дасть змогу дослідити велику вибірку таких світів і порівняти їх із Венерою.
Крім того, PLATO зможе виміряти вік материнських зір, що дозволить астрономам визначити, на якому етапі своєї еволюційної історії перебуває та чи інша екзовенера, а також глибше дослідити межі зони придатності для життя.
Обертання — ключ до розуміння умов на планеті
Порівняння планет, схожих на Венеру, в інших сонячних системах із самою Венерою може допомогти відповісти на одне з найважливіших запитань щодо нашої сусідньої планети: чому на Венері, планеті, розміри якої схожі на земні, утворилася атмосфера з величезним тиском і температури, достатні для плавлення свинцю, тоді як наша планета залишилася придатною для життя?
Якщо дослідники вивчать 100 світів, схожих на Венеру, і виявлять, що більшість із них також обертаються надзвичайно повільно, це може свідчити про те, що повільне обертання є важливим чинником перетворення планет на парникові світи. Якщо ж швидкості обертання цих планет будуть значно відрізнятися, науковці матимуть підстави детальніше розглянути інші пояснення.
Той самий принцип застосовується й у пошуках потенційно придатних для життя планет. Обертання Землі, що триває приблизно 24 години, сприяє розподілу сонячної енергії по всій планеті та формує системи циркуляції атмосфери й океану, які регулюють клімат. Тому точне вимірювання швидкості обертання на віддалених планетах, схожих на Землю, могло б покращити здатність астрономів передбачати, чи зможуть ці планети підтримувати умови, придатні для життя.
«Венера — це величезна загадка, — сказав Стівен Кейн. — Щоб її зрозуміти, потрібно дослідити подібні світи в інших системах і простежити, як вони змінювалися з плином часу. Обертання є важливою частиною цієї головоломки, і нам варто бути обережними, щоб переконатися, що те, що ми вимірюємо, справді є обертанням планети».
