Новые горизонты в поисках жизни: Изучение атмосферы Проксима b с помощью RISTRETTO

Каковы новые методы, которые могут помочь астрономам различать свет экзопланеты и её звезды-хозяина, чтобы лучше изучить атмосферу первой? Об этом идёт речь в недавнем исследовании, принятом в журнале Astronomy & Astrophysics, которое в настоящее время доступно на сервере препринтов arXiv. Международная команда исследователей изучила, как новаторский электронный инструмент, предложенный для обсерватории Европейского Южного Гемисферы (ESO), способен характеризовать атмосферы экзопланет новыми и увлекательными способами.

Это исследование имеет потенциальную возможность помочь учёным разработать новые инструменты для изучения экзопланет и выяснения, могут ли они служить домом для жизни, как мы её знаем, или даже для жизни, которая пока остаётся для нас загадкой.

В ходе исследования учёные рассмотрели, как RISTRETTO, предполагаемый инструмент для Большого Телескопа (VLT) и высокоразрешающего спектрографа ESO, может использоваться для анализа атмосферы Проксима b, ближайшей экзопланеты к Земле, которая является скалистым миром и вращается в зоне обитаемости своей звезды. Используя ряд компьютерных моделей, исследователи создали симуляции, призванные имитировать реальные наблюдения Проксима b, включая отделение сигнала планеты от сигнала её звезды-хозяина.

В конечном итоге учёные пришли к выводу, что RISTRETTO потенциально может обнаружить Проксима b среди её звезды-хозяина, при этом для этого понадобится всего 55 часов наблюдений. Кроме того, существует возможность обнаружить кислород и воду в атмосфере планеты за 85 часов наблюдений.

В заключении исследования говорится: \"Смотрим в будущее, это работа предоставляет основную методологию для обнаружения и характеристики экзопланет в отражённом свете вокруг ближайших звёзд с помощью наземных телескопов. Концепция инструмента RISTRETTO и разработанные здесь методы анализа данных прокладывают путь для создания инструментов следующего поколения на экстренно больших телескопах, таких как ELT-ANDES и ELT-PCS.\"

Проксима b, открытая в августе 2016 года, находится примерно в 4,2 световых годах от Земли и вращается вокруг звезды Проксима Центauri (официально называемой Альфа Центauri C) в рамках тройной звёздной системы Альфа Центauri. Хотя она вращается вокруг своей звезды всего за чуть более 11 дней, предполагается, что она находится в центре зоны обитаемости своей звезды и считается, что это скалистый мир, слегка более массивный, чем Земля.

Поскольку атмосфера Проксима b плохо изучена, это может предоставить инструменту RISTRETTO идеальную возможность уточнить атмосферные характеристики планеты и определить, подходит ли она для жизни. Однако одной из проблем является то, что звезда активна, что приводит к постоянному облучению Проксима b, потенциально разрушая атмосферу планеты.

Научная работа, обсуждающая потенциал RISTRETTO, получила свое начало в исследовании 2020 года, первая часть которого утверждала, что этот инструмент может революционизировать экзопланетарную науку. В 2022 году последовало другое исследование, которое подробнее изучило потенциальные возможности RISTRETTO, в частности, как его можно было бы использовать для изучения Урана, Нептуна и ледяных лун в Солнечной системе. Как отмечает исследование, RISTRETTO назначен как \"посетительский\" инструмент, что означает, что он был спроектирован и разработан третьей стороной и временно установлен на крупном инструменте.

Помимо Проксима b, в этой системе могут находиться и другие экзопланеты, такие как Проксима c и Проксима d, при этом официальное подтверждение Проксима c в настоящее время обсуждается. Проксима d предполагается, что находится в пределах внутреннего края зоны обитаемости, аналогично тому, как Венера находится в пределах внутреннего края зоны нашей звезды.

С каждым новым шагом в исследовании экзопланет, такие инструменты, как RISTRETTO, могут приблизить нас к ответам на важнейшие вопросы о жизни вне Земли.