В главной роли — Уран: астрономы потренировались фотографировать экзопланеты

Космический телескоп Hubble и зонд New Horizons провели одновременные наблюдения Урана из двух разных уголков Солнечной системы. Это было сделано для того, чтобы узнать больше, что следует ожидать при съемке экзопланет с помощью телескопов следующего поколения.

Сложности фотографирования экзопланет

Прямая съемка экзопланет является ключевым методом изучения их потенциальной обитаемости. Также она может дать новые сведения о происхождении и формировании нашей Солнечной системы.

Пример прямой фотографии экзопланеты. Снимок был сделан телескопом VLT. На нем запечатлена звездная система HD 129116. Источник: ESO/Janson et al.

К сожалению, получение прямых изображений миров у других звезд, крайней сложный процесс. На данный момент астрономам удалось сфотографировать около 80 внеземных миров. И они возлагают большую надежду на телескопы следующего поколения. Правда даже после их ввода в строй, прямая съемка экзопланет по-прежнему будет оставаться крайне сложным процессом. Их изображения — точечные и совсем не такие детальные, как изображения миров, вращающихся вокруг нашего Солнца. Кроме того, исследователи смогут получать прямые изображения экзопланет только в «частичных фазах», т. е. когда только часть планеты освещена своей звездой, как это видно с Земли.

Уран в роли экзопланеты

Команда американских исследователей решила провести «учения», позволяющие узнать больше о том, с какими сложностями может быть сопряжена прямая съемка экзопланет. В них были задействованы космический телескоп Hubble и зонд New Horizons. Роль внесолнечного мира исполнил Уран.

Вверху показан вид Урана во время его съемки телескопом Hubble и зондом New Horizons. Внизу — сделанные ими снимки седьмой планеты. Источник: S. Hasler (MIT), J. DePasquale (STScI), J. Olmstead (STScI), NASA, ESA, CSA

Уран был выбран  по нескольким причинам. Во-первых, многие известные экзопланеты также являются газовыми гигантами. Во-вторых, во время наблюдений New Horizons находился на расстоянии 10,5 млрд км от Урана и видел его обратную сторону. Это позволило изучить сумеречный полумесяц планеты, что невозможно сделать с Земли. На таком расстоянии вид планеты на снимках New Horizons составил всего несколько пикселей.

С другой стороны, находящийся на околоземной орбите на расстоянии 2,7 млрд км от Урана телескоп Hubble, смог рассмотреть атмосферные особенности на дневной стороне газового мира, такие как облака и шторма.

Последующее сравнение двух наборов данных показало, что Уран оказался тусклее на снимках New Horizons, чем это предсказывали модели. Это связано с тем, что его атмосфера отражает свет по-другому при частичной фазе.

Собранные Hubble и New Horizons снимки пригодятся конструкторам обсерваторий следующего поколения и астрономам, которые будут интерпретировать их данные. Уже в 2027 году NASA планирует запустить телескоп Roman. Он будет оснащен коронографом, что позволит ему получать прямые изображения газовых гигантов. NASA также занимается проектированием нового телескопа HWO. Он займется поиском биосигнатур в атмосферах землеподобных экзопланет.

По материалам Phys.org