Экзопланеты часто открывают транзитным методом (более трех четвертей открытых планет обнаружено именно таким способом). Тот же метод транзита можно использовать и для изучения экзопланет, часто раскрывая подробности об их атмосферах. Наблюдения обычно проводятся в видимом или инфракрасном свете, но новая статья предполагает, что рентгеновские лучи также могут быть полезны. Например, взаимодействие звездных ветров с атмосферой планеты приведет к рентгеновскому излучению, которое предоставит информацию об атмосфере. По мере того, как мы продвигаемся в исследовании экзопланет, мы развиваем наше понимание нашей собственной Солнечной системы и, в конечном итоге, происхождения жизни во Вселенной.
Первая планета вокруг другой звезды была открыта в 1992 году. С тех пор астрономы всего мира открыли тысячи экзопланет, сильно отличающихся друг от друга. Некоторые из них — газовые гиганты, подобные Юпитеру, другие — маленькие и скалистые, больше похожие на Землю. Их положение также отличается от положения их родительской звезды, а некоторые заманчивые орбиты попадают в обитаемую зону, область, где вполне возможна жидкая вода. Большинство открытий происходит в видимом спектре, но использование рентгеновских телескопов открыло новое окно в наших поисках и понимании инопланетных миров.
Большинство экзопланет, обнаруженных с помощью видимого света, обычно имеют короткопериодические орбиты и подвергаются высокому уровню радиации из-за близости к родительской звезде. Эти уровни радиации часто находятся в рентгеновском и крайнем ультрафиолетовом диапазонах и нагревают верхние слои атмосферы планеты. Это заставляет атмосферу расширяться за пределы радиуса, на который ее может удержать гравитация, и газы уходят в космос.
Интересно, что такое явление открывает некоторые интересные области для изучения, такие как отсутствие планет в диапазоне от 1,5 до 2 радиусов Земли и планет размером с Нептун на орбитах продолжительностью 10 дней или меньше. Было высказано предположение, что потеря атмосферных газов объясняет редкость планет размером с Нептун на близких орбитах. Однако так называемые субнептуны, имеющие каменное ядро, обладают более высоким гравитационным притяжением, что позволяет им сохранять атмосферу, несмотря на близость к звезде. Изучение атмосфер экзопланет должно помочь понять эти процессы более детально.
События рентгеновского транзита — идеальный метод изучения рентгеновского излучения от транзитов экзопланет. Однако эти события довольно слабые, что затрудняет рентгеновские наблюдения с использованием современных технологий. Команда астрономов Мичиганского университета под руководством Рэйвена Силли опубликовала статью, в которой изучается способность будущих рентгеновских обсерваторий (таких как NewAthena и Advanced Xray Imaging Satellite – AXIS) обнаруживать больше транзитных событий.
Используя данные из архива экзопланет НАСА, команда впервые нашла цели, для которых не были получены данные рентгеновских наблюдений, и оценила рентгеновскую светимость на основе возраста, цвета и вращения. Проходы были смоделированы так, как они выглядели бы в наблюдениях AXIS и NewAthena, а вероятность обнаружения каждого прохождения определялась с использованием смоделированных кривых блеска. Команда обнаружила, что 15 лучших транзитов, скорее всего, можно будет обнаружить, но только если сложить несколько кривых блеска. Экзопланеты, не имевшие выхода из атмосферы, имели меньше шансов быть обнаруженными.
Результаты показали, что вероятность обнаружения транзитов экзопланет с помощью рентгеновских лучей значительно возрастает с появлением новых технологий, таких как AXIS и NewAthena. Улучшенные возможности приведут к лучшему пониманию свойств атмосфер экзопланет в их нынешнем и прошлом состоянии, а также повысят наши шансы найти обитаемые миры.
Источник: Обнаружение транзитов экзопланет с помощью рентгеновских телескопов следующего поколения.
