Залезите на Титан разкриват тайнствата на мъгливите планети

Учени, изследващи данните от сондата „Касини“ на НАСА, са разработили начин за изследване на атмосферата на екзопланетите.

За първите изпитания те използвали Титан – мъгливия спътник на Сатурн. Изследвайки само атмосферата, може да се разбере за чуждите светове, които се въртят около далечни звезди.

С разглеждането на мъгливата атмосфера на Титан се занимава екип учени под ръководството на доктора на науките Тайлър Робинсън от Научноизследователския център „Еймс“.

„Оказва се, че може да се разбере много, като просто се наблюдават залезите“, казва Робинсън.

Светлината от залеза, звездата или планетата може да се раздели на цветове, които съставят нейния спектър. Например с помощта на призма може да се раздели слънчевата светлина, за да се разберат скритите ѝ характеристики.

В последните години учените разработват нови начини за спектрален анализ на екзопланетите, независимо от голямата им отдалеченост от Земята. Когато такава планета се намира срещу своята звезда (от гледна точка от Земята), част от звездната светлина преминава през атмосферата на екзопланетата, като леко се променя.

С мощен телескоп може да се разберат характеристиките на планетата. Спектрален анализ може да установи типа на екзопланетата, нейната температура, състав и структура на атмосферата.

Атмосфера в облаците

Екипът на Робинсън открил сходство между транзитите и залезите на Титан, които снимал „Касини“. Преминаването на Титан пред звездата било наречено „слънчево затъмнение“. Наблюдавайки залеза на Титан, може да се забележи колко силно е влиянието на атмосферната пелена.

Някои спътници в нашата Слънчева система, включително Титан, са покрити с облаци. Учените смятат, че много екзопланети също са скрити от погледа. След множеството облаци учените търсят признаци на чуждородна атмосфера и наблюдават нейното преместване. За откриването на такива атмосферни димки или други замъгления обикновено се прилагат модели, които опростяват спектралния анализ на езкопланетите, тъй като тази процедура е сложна и за нея изчислителните мощности на компютрите са недостатъчни.

„Преди не знаехме за влиянието на облаците и дима при наблюденията на екзопланети – казва Робинсън. – Затова сега с апарата „Касини“ наблюдаваме Титан, този мъглив спътник в Слънчевата система.“

От 2006 до 2011 година астрономите четири пъти изследвали Титан с помощта на спектрометрия на видимия и инфрачервения диапазон. Резултатите от наблюденията показали, че изучаването на атмосферния дим и облаците също е толкова важно за науката, както и изучаването на екзопланетите.

Наблюдавайки Титан, учените изяснили, че димът, който се намира високо над екзопланетите, може силно да попречи при изучаване на спектралния анализ на преминаващата през диска на звездата планета. При наблюдение може да се получи информация само от горните слоеве на атмосферата. Горната атмосфера на Титан се намира на 150-300 км над повърхността, доста по-високо от основния атмосферен слой, който има сложен състав и голяма плътност.

Изследването показало също така, че атмосферната пелена на Титан силно влияе на светлината с къса дължина на вълната – например синята. Спектралният анализ на екзопланетите говори за това, че облаците променят и всяка друга светлина.

Учените смятали, че разполагат с алгоритми за това как трябва да се държат планетите, когато преминават пред звездата, но мъгливата атмосфера на Титан силно изкривила получените резултати, обяснява Марк Марли от изследователския център „Еймс“.

Методиката, която прилагат учените, е подходяща за аналогични наблюдения от орбитата на всяка планета, не само на Титан. Това означава, че учените могат да изследват атмосферите и на други планети – например на Марс и Сатурн.

„Приятно е да разбираш, че мисията на „Касини“ в нашата Слънчева система позволява по-добре да се изучат други звездни системи – казва Курт Нибур, работещ с „Касини“ в щаба на НАСА във Вашингтон.