Блик выдаст: астрономы нашли способ засечь воду на экзопланетах под правильным углом
Из более чем 5500 открытых экзопланет десятки находятся в зоне обитаемости своих звёзд —, но ни на одной до сих пор не удалось достоверно обнаружить жидкий океан. Новое исследование группы из Аризонского университета предлагает метод, способный это изменить: искать блик — отражение звёздного света от водной поверхности на определённом фазовом угле.
Жидкость ведёт себя иначе, чем песок, камень или почва. Это не поверхность, рассеивающая свет равномерно, а подобие зеркала — при взгляде под острым углом она отражает свет направленно. Когда экзопланета видна в фазе серпа — освещён лишь узкий край диска, — свет родительской звезды под низким углом попадает в телескоп, и планета резко ярчает.
Эффект не теоретический: в 2009 году «Кассини» зафиксировал блик от углеводородных озёр на Титане, а десятилетиями ранее группа Карла Сагана использовала пролёт «Галилео» мимо Земли, чтобы зарегистрировать отражение от океанов нашей планеты.
Исследователи модифицировали атмосферный инструмент rfast, встроив в него океаническую модель Кокса—Манка, учитывающую влияние ветра и ряби на отражённый сигнал. Ключевой результат: при фазовом угле более 120° модель уверенно отличает планеты с океаном от безводных даже при высоком уровне шума. Причина как раз в эффекте «покраснения блика»: на таких углах свет скользит сквозь атмосферу планеты по длинному пути, и рэлеевское рассеяние отсекает синюю часть спектра, оставляя преимущественно красную.
Это хорошая новость для проектировщиков будущей обсерватории Habitable Worlds Observatory (HWO): изначально порогом считался угол 130°, лишние 10° дают инженерам больше свободы при подавлении света звезды коронографом.
Модель не лишена ограничений. При 50% облачности сигнал ещё различим, но сплошной облачный покров (как на Венере) может полностью скрыть океан, а высотные перистые облака — сымитировать ложный блик. Исследователи указывают, что для калибровки не хватает даже данных о Земле в фазе серпа. Но если смотреть под правильным углом, то океан на планете в десятках световых лет впервые перестаёт быть неуловимой целью и становится предметом наблюдений.
© iXBT
