za_neptunie (za_neptunie) wrote,
za_neptunie
za_neptunie

Телескоп Спитцер обнаружил, что прохладные экзопланеты обладают более эффективной терморегуляцией

    У любой транзитной планеты существуют два вида затмений. Первичное затмение, когда планета проходит перед диском звезды. Вторичное затмение, когда планета проходит за диском звезды. Если в первом случае затмевается часть звезды, то во втором случае затмевается собственное излучение планеты. Очевидно, что вторичное затмение во много раз меньше, чем первичное затмение. Но его регистрация даёт информацию о геометрическом альбедо планеты (если вторичное затмение регистрируют в оптическом диапазоне), либо информацию о температуре на планете (если вторичное затмение регистрируют в инфракрасном диапазоне). В тоже время первичное затмение позволяет определить размер планеты и наклон планетной орбиты. Наглядно эти два вида затмений можно представить на следующей схеме:



      Первичное и вторичное затмение транзитной планеты HAT-P-7b. Источник.


      Регистрация вторичных затмений транзитных экзопланет требует исключительной точности фотометрии. Поэтому она возможна лишь на космических или очень крупных наземных телескопах. Лучше всего такие затмения заметны в ближнем инфракрасном диапазоне, так как максимум теплового излучения экзопланет приходится именно на эти длины волн электромагнитного спектра. Сегодняшняя публикация в Архив.орг посвящена регистрации на инфракрасном космическом телескопе Спитцер таких затмений у 5 экзопланет.
 
       Все эти планеты являются горячими юпитерами: HAT-P-19b, WASP-6b, WASP-10b, WASP-39b, WASP-67b. В тоже время их можно отнести к “прохладным“ юпитерам. Теоретическая температура этих планет по известному расстоянию от звезд должна составлять менее 1200 Кельвинов:
 


        Чтобы измерить реальную температуру этих планет необходимо измерить их собственное тепловое излучение через регистрацию вторичного затмения. Для этого инфракрасный телескоп Спитцер наблюдал такие затмения на 3.6 и 4.5 микрон с 2009 по 2014 год. Общее количество затраченного времени на эти наблюдения составило 106,6 часов:



      В результате для всех пяти планет удалось зарегистрировать вторичные затмения. Их глубина составила от 0.022%±0.013% у WASP-67b на 3.6 микрон до 0.146%±0.016% у WASP-10b на 4.5 микрон. Оценки температуры планет из регистрации их теплового излучения оказались близки к теоретическим:





      Затем авторы объединяют полученные измерения с прошлыми (из работы 2014 года, в которой указываются измерения вторичных затмений 44 планет как минимум на двух разных волнах инфракрасного спектра). При этом обращается внимание на разницу между теоретическими и наблюдаемыми температурами на исследованных планетах. В результате оказывается, что чем меньше температура планеты, тем эта разница выше (в меньшую сторону):



      Цветные отметки означают планеты холоднее 1200 Кельвинов, серые соответственно теплее. Круги означают планеты с эксцентриситетом орбиты меньше 0.1, квадраты соответственно больше (WASP-8b с e=0.30 и GJ 436b с e=0.15).

       При вычислении другим способом для 51 транзитной планеты эта разница становится менее заметной. Тем не менее, зависимость остаётся прежней: более холодные планеты являются одновременно и более холодными по сравнению с теоретической температурой (при нулевом альбедо и без учета атмосферной циркуляции):




      Эта разница может означать, что у более холодных планет наблюдаются более активные процессы переноса тепла с дневной на ночную сторону или же такие планеты лучше отражают солнечный свет. И первую, и вторую гипотезу можно проверить:

      Во-первых, измеряя фазовую кривую транзитных или даже нетранзитных планет можно построить их температурные карты. Это в свою очередь позволит оценить, насколько активны процессы переноса тепла с дневной на ночную сторону планеты. Пока такие исследования проведены лишь для нескольких очень горячих юпитеров.

       Во-вторых, измеряя вторичные затмения в оптическом диапазоне можно оценить геометрическое альбедо их поверхности. В настоящее время множество таких измерений было сделано космическим телескопом Кеплер. Они показывают две важные тенденции:

        1)      В целом горячие юпитеры обладают низким альбедо (меньше 10%), но среди наиболее горячих из них встречаются планеты с более высоким альбедо (до 30-40%).

        2)      Горячее нептуны и суперземли обладают значительно более высоким альбедо, чем горячие юпитеры.

Tags: альбедо, вторичное затмение, первичное затмение, телескоп Спитцер, тепловое излучение, транзитные планеты
Subscribe
promo za_neptunie july 10, 2014 20:36 8
Buy for 30 tokens
Число постов в блоге перевалило за сотню, поэтому я решил систематизировать их по различным тематиками. Это поможет мне и моим читателям быстрее находить в блоге интересную информацию. Последнее обновление от 4 августа 2014 года Венера Новая книга о Венере Венера-Экспресс готовится к…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 2 comments