В следующем десятилетии исследователи планируют начать изучение атмосфер планет размером с Землю и Венеру, вращающихся вокруг близлежащих звёзд. Хотя эти две планеты Солнечной системы похожи по размеру и плотности, их атмосферы существенно различаются. Группа учёных под руководством Института астрофизики и космических наук (IA) задалась вопросом, смогут ли они отличить эти планеты, если бы они находились на расстоянии в световые годы.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Atmosphere, демонстрируют, что методы, используемые для изучения больших горячих экзопланет, могут быть эффективно применены к планетам, диаметр которых в 10 раз меньше. Это открывает путь к выявлению маркеров, которые могли бы различать атмосферы с преобладанием азота, такие как земная, и атмосферы, состоящие в основном из углекислого газа, такие как горячая и бурная атмосфера Венеры.

В июне 2012 года зонд Hinode (JAXA и NASA), предназначенный для изучения Солнца, наблюдал транзит Венеры. Источник: JAXA / NASA / Lockheed Martin

«Методы, которые в настоящее время используются для изучения атмосфер экзопланет, эффективны для гигантских планет, расположенных близко к своей звезде. Однако изучать атмосферу таких маленьких тел, как Земля или Венера, сложно», — говорит главный автор исследования Александре Бранко, студент магистратуры в IA и на факультете наук Лиссабонского университета (Ciências ULisboa).

Чтобы наблюдать Венеру как экзопланету, команда проанализировала редкий набор данных, собранных в 2012 году, когда Венера в последний раз в этом столетии пересекла диск Солнца. Используя те же методы, что и для изучения экзопланет, исследователи смогли подтвердить свои выводы и показать, что атмосферы тел Солнечной системы также могут быть исследованы с использованием тех же методов для далеких атмосфер.

«Мы адаптировали к объекту Солнечной системы методы, используемые для изучения атмосфер планет, расположенных гораздо дальше. Мы доказали, что транзиты также можно использовать для обнаружения второстепенных химических компонентов в атмосферах нашей Солнечной системы», — говорит соавтор исследования Педро Мачадо из IA and Ciências ULisboa.

Прохождение Венеры по диску Солнца в июне 2012 года наблюдалось в ультрафиолетовом диапазоне с помощью инструмента SWAP на борту микроспутника PROBA-2 Европейского космического агентства. Источник: ESA / ROB

Исследователи обнаружили чёткие признаки изотопов углерода и кислорода в молекулах углекислого газа и оксида углерода в атмосфере Венеры. Оценка относительного количества изотопов позволяет учёным делать выводы об истории эволюции Венеры.

«Это то, во что данная работа вносит свой очевидный вклад, и это также одна из целей следующей миссии Европейского космического агентства на Венеру, EnVision, в которой Португалия и IA сотрудничают: изучить эволюцию Венеры», — добавляет Мачадо.

Спектрограф ANDES для ELT ESO и космическая миссия Ariel ESA, в создании которых принимал участие институт IA в области науки и технологий, — это два объекта, которые будут способствовать исследованию других миров и получат пользу от исследований, проводимых в рамках работы этой группы. Ariel позволит изучить атмосферу около 1000 уже известных экзопланет, используя те же методы наблюдения и анализа, которые команда применила в этой работе.

Подробнее на iXBT