Скрытые сигналы далеких миров: ученые вычислили параметры атмосферных явлений вне Солнечной системыМожно ли по данным телескопа, еще не вышедшего на орбиту, заключить о наличии дождя или океанов на планетах у других звезд? Исследователи, публикующие работы в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, считают, что да. Их расчеты показывают, что будущий обсерватории NASA Habitable Worlds Observatory (HWO) позволит выявить следы атмосферных оптических явлений — радуги, рейлеевского рассеяния и бликов на поверхности жидкостей — анализируя изменения яркости и поляризации света при фазовых изменениях экзопланет.
Ключевым ограничением метода является геометрия наблюдений. В отличие от прямых изображений, которые на данный момент невозможно получить для большинства экзопланет, HWO будет регистрировать периодические вариации яркости по мере того, как планета проходит через фазы подобно Луне. Различные оптические эффекты проявляются с максимальной силой в специфических точках орбиты. Например, солнечный блик (sunglint) возникает, когда угол между звездой, поверхностью жидкости и наблюдателем стремится к нулю. Для экзопланеты это соответствует моменту, когда она находится в фазе тонкого серпа, почти между звездой и Землей. В своих моделях авторы работы обнаружили, что такой блик добавляет небольшой, но статистически значимый пик яркости к кривым блеска определенных планет. Сам по себе факт наличия устойчивого блика косвенно указывает на присутствие атмосферы, так как жидкая вода или другие соединения не могут сохраняться на поверхности без "одеяла" из газового слоя.
Более сложным для выявления является радуга, поскольку само цветовое разделение света неразрешимо на таких расстояниях. Однако физическая природа радуги связана с поляризацией. Когда световые волны проходят сквозь капли дождя и преломляются, их колебания выстраиваются в определенной плоскости. HWO планируется оснастить поляриметром — прибором, пропускающим только свет с определенной ориентацией волны. Авторы статьи смоделировали, что при правильной фазе планеты прибор сможет зафиксировать избыточный сигнал поляризованного света. Сила этого поляризованного сигнала дает информацию не только о самом факте оптического явления, но и о размере капель, а в некоторых случаях и об их составе. Аналогичным образом поляризуется свет, рассеянный молекулами атмосферных газов (азотом, кислородом) в процессе рейлеевского рассеяния — механизма, делающего наше небо синим. Степень поляризации зависит от угла между наблюдателем и источником света, что позволяет использовать ее как маркер наличия плотной атмосферы.
Fri, 02 Oct 2026 22:58:00 +0300