Поиск двойников Земли: ученые нашли способ не спутать райский мир с адским котлом

Сотни экзопланет, сопоставимых по своим физическим характеристикам с Венерой, рассматриваются астрономами как ключ к пониманию процессов перехода планет от пригодных для жизни миров к состоянию экстремального парникового эффекта. Однако для точного моделирования климата ученым необходимо знать истинную скорость осевого вращения этих небесных тел. В новом исследовании, принятом к публикации в «The Astronomical Journal», планетарный астрофизик Стивен Кейн из Калифорнийского университета в Риверсайде выявил проблему дистанционной оценки данного параметра: фиксируя движение атмосферных масс, ученые могут ошибочно принимать его за скорость вращения самой планеты.

Период осевого вращения является фундаментальным фактором, определяющим распределение тепловой энергии от родительской звезды. От него зависит циркуляция атмосферы, формирование погодных паттернов и физическое взаимодействие газовой оболочки с океанами при их наличии. Для сравнения, 24-часовой цикл вращения Земли обеспечивает равномерное распределение солнечной энергии, что выступает одним из механизмов поддержания стабильного климата. Без точных данных о скорости вращения любые попытки смоделировать условия на экзопланетах теряют свою достоверность.

Основная трудность заключается в том, что при наблюдении за отдаленными системами астрономы не имеют технической возможности зафиксировать твердую поверхность планет. Доступным для изучения объектом остаются лишь термосфера и экзосфера. Стивен Кейн приводит в качестве эталонного примера такого искажения Венеру. Полный оборот этой планеты вокруг своей оси занимает около 240 земных дня. В то же время её верхние атмосферные слои совершают полный круг всего за 4 дня. Если бы астрономы наблюдали Венеру из другой звездной системы, опираясь исключительно на динамику её облаков, расчетная скорость вращения оказалась бы завышенной примерно в 60 раз. Погрешность в вычислениях составила бы почти два порядка.

Слишком медленное вращение способствует развитию необратимого парникового эффекта, однако из-за быстрых атмосферных ветров телескопы рискуют зафиксировать ложные данные. В качестве решения этой проблемы в работе предлагается использовать метод многоволнового наблюдения. Применение инфракрасного диапазона позволяет аппаратуре проникать сквозь плотные верхние слои газов и сканировать движение на более низких высотах. Данные Солнечной системы подтверждают, что скорость венерианских ветров падает по мере приближения к твердой поверхности. Анализ этих глубоких слоев поможет получать реалистичные показатели вращения удаленных миров, что позволит точнее определять их климатический статус и физические свойства.

Источник: ucr.edu