Нов метод определя масата на екзопланети с помощта на спектроскопия
Нова техника за определяне на масата на екзопланетите включва използването на спектри по време на преминаването на планетата пред звездата
Към днешна дата учените са потвърдили съществуването на повече от 900 екзопланети извън нашата слънчева система. За да се определи дали някой от тези далечни светове е обитаем, е необходимо да се знае неговата маса - това ще помогне на учените да определят дали планетата е направена от газ или скалисти материали.
Настоящите методи за оценка на масите на екзопланетите обаче са доста ограничени. Радиалната скорост е основният метод, който учените използват, за да извлекат съотношението на масата на планета към звезда. За много големи или малко по-малки (подобни на Земята) планети, обикалящи много близо до ярки звезди, радиалната скорост работи относително добре. Но този метод е по-малко успешен, когато се прилага дори към по-малки планети, които обикалят около своите звезди много по-отдалечено, като Земята.
Сега учени от Масачузетския технологичен институт (MIT) са разработили нова техника за определяне на масата на екзопланети, използвайки само транзитни сигнали, когато планета минава пред своята звезда. Тези данни традиционно се използват за определяне на размера на планетата и свойствата на нейната атмосфера, но екипът на MIT е намерил начин да интерпретира данните по такъв начин, че да разкрие и масата на планетата.
С помощта на телескопите Spitzer и Hubble учените могат да анализират спектрите на предаване на новооткрити екзопланети. Спектърът на предаване се формира, когато планета минава пред своята звезда, карайки част от светлината да премине през нейната атмосфера. Чрез анализиране на дължините на вълните на тази светлина учените могатопределят свойствата на атмосферата на планетата, като нейната температура и молекулна плътност. От общото количество светлина, което е блокирано, те могат да изчислят размера на планетата.
За да определят масата на екзопланета с помощта на спектроскопия, учените разчитаха на факта, че масата на планетата влияе върху нейната атмосфера, а спектрите на предаване предоставят информация за свойствата на атмосферата на планетата. Учените са разработили уравнение, което описва влиянието на температурата на планетата, гравитационните сили и атмосферната плътност върху нейното атмосферно налягане.
Съгласно това уравнение, знаейки всеки три от тези параметъра, ще бъде възможно да се определи четвъртият параметър. Тъй като масата на планетата може да бъде получена от нейната гравитационна сила, учените смятат, че масата на планетата може да бъде изведена от нейната атмосферна температура, налягане и плътност - параметри, които по принцип могат да бъдат извлечени от спектъра на предаване.
За да тестват своя метод, учените приложиха техниката към наскоро открита екзопланета, наречена 189733b, която се намира на 63 светлинни години от Земята. Използвайки своите изчисления, учените стигнаха до същата стойност на масата, която беше получена по различен начин, използвайки радиална скорост.
Новият метод ще бъде много полезен инструмент за определяне на състава и в крайна сметка потенциалната обитаемост на планетите от земната група.