Изучение космической погоды для поиска миров, пригодных для жизни

Новое исследование предполагает, что инструменты нового поколения гигантских высокомощных обсерваторий — чрезвычайно больших телескопов (ELT) — могут дать учёным беспрецедентную возможность определить погодные условия на далёких экзопланетах. К таким обсерваториям относятся Extremely Large Telescope (ELT), Giant Magellan Telescope (GMT) и Thirty Meter Telescope (TMT).

Данные, собранные их мощными инструментами, позволят астрономам использовать метод Доплеровской томографии для создания 2D-карт поверхности объектов. Это позволит точно измерить магнитные поля и химический состав ультрахолодных объектов с температурой менее 2700 K, таких как коричневые карлики и звёзды очень малой массы, и даже некоторых экзопланет.

Изучение химического состава этих объектов с большей точностью не только улучшает понимание самых загадочных объектов Вселенной, но и даёт больше информации для поиска жизни на других мирах. Магнитные поля, особенно для систем с небольшими звёздами, считаются необходимыми для поддержания жизни на поверхности планеты.

Для помощи в этом поиске авторы ранее разработали открытый аналитический код Imber для моделирования и определения поверхностных неоднородностей, таких как магнитные пятна, облачные системы и атмосферные явления (например, ураганы) на далёких объектах.

В этом исследовании они использовали свою технику, чтобы оценить возможности инструментов различных ELT для обнаружения вариаций на поверхности шести целей: звезды Trappist-1 (система из семи планет в ~40 световых годах от Земли), двух коричневых карликов и трёх экзопланет. Были исследованы возможности инструментов:

• GMT/GCLEF (Consortium Large Earth Finder)
• ELT/METIS (Mid-Infrared ELT Imager and Spectrograph)
• TMT/MODHIS (Multi-Objective Diffraction-limited High-Resolution Infrared Spectrograph)

Результаты:

• Обнаружение пятен на звезде Trappist-1 было сложной задачей для всех трёх инструментов из-за её "ребрового" наклона орбиты.
• ELT и TMT могли проводить высокодетальные наблюдения коричневых карликов и экзопланет за один период их вращения.
• Инструментам GMT требовалось несколько циклов наблюдений для определения поверхностных неоднородностей на выбранных экзопланетах.

Исследование показывает, что эта техника может точно оценить будущие возможности ELT и помочь определить, какие цели стоит изучать более масштабно. Метод также вызвал интерес учёных, ищущих или подтверждающих планетарные тела, найденные методом радиальных скоростей.

Исследование опубликовано в Astrophysical Journal.