Мы знаем, что атмосфера Юпитера по большей части состоит из водорода и гелия. У Европы — спутника Юпитера — очень разрежённая кислородная атмосфера. HD 209458 b — экзопланета, размером с Юпитер, на орбите звезды HD 209458, в ста пятидесяти четырёх световых годах от нас — и в её атмосфере есть водород, углерод, кислород, натрий, углекислый газ, метан и даже водяной пар.
Эти данные получены даже без реальных образцов атмосферы. Но это и не нужно. Мы можем изучать атмосферу на других планетах, спутниках и экзопланетах, просто смотря на них, а точнее, на свет, который отражается или проходит сквозь их газовые оболочки.
Потому что когда свет направлен на газ, молекулы газа поглощают и рассеивают разные частоты света в разном количестве. Если затем взять тот свет, что прошёл сквозь газ, и разложить на составные цвета, используя призму или дифракционную решётку, увидим, что молекулы составляют отпечаток поглощения света или его излучения.
Это водород.
 |
| [Иллюстрация: Спектр испускания водорода] |
Это азот.
 |
| [Иллюстрация: Спектр испускания азота] |
Кислород.
 |
| [Иллюстрация: Спектр испускания кислорода] |
Метан, углекислый газ, вода.
Когда мы наблюдаем отражение солнечного света от атмосфер планет и подмечаем скачки определённой высоты и частоты, то мы можем аккуратно сравнить их с уже известными отпечатками молекул газа и узнать не только, из каких газов состоит атмосфера, но даже их относительную распространённость.
В сущности, нам даже не нужно смотреть на планету для того, чтобы изучить её атмосферу. Многие экзопланеты были открыты при прохождении перед материнской звездой, что для нас выглядит как снижение общей яркости света звезды. Но если у экзопланеты есть атмосфера, молекулы газа в ней будут блокировать некоторые частоты сильнее, соответственно их молекулярным отпечаткам, а значит, мы можем провести такое же сравнение газов, как и ранее. Вот так мы и узнали состав атмосферы HD 290458 b.
Конечно, на практике использование такого метода для изучения атмосферы вызывает большие затруднения, потому что газовая оболочка тонкая, и отпечатки еле заметны, и нам нужны большие, чувствительные телескопы и спектрометры. И потому что атмосферы сложные, а их отпечатки могут быть нечёткими или сложными для сравнения. И потому что разные части одной звезды изучают разные цвета, а значит, влияние планеты на спектр звезды зависит от того, перед какой её частью проходит планета.
Но все эти сложности могут преодолеть умные астрономы. А значит, мы можем изучать атмосферу на планетах, что в сотнях световых лет от нас, где их совсем не видно.
Переведено и озвучено студией Vert Dider.
[Это расшифровка перевода ролика, котрый вы можете посмотреть ниже:]
[How Do We Know What Air is Like on Other Planets?]
Комментарии
Отправить комментарий