Моделирование: у аналога Титана «Уэбб» различит в основном метан и дымку
Команда из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса пересчитала спектр Титана с «Кассини» на экзопланету TRAPPIST-1 h и оценила, что из него сможет извлечь «Уэбб».
Группа под руководством Лоры Майорги из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса опубликовала в The Astronomical Journal работу о том, что телескоп «Джеймс Уэбб» сможет узнать о планете с атмосферой, похожей на атмосферу Титана. Крупнейший спутник Сатурна Титан окружён плотной атмосферой, в основном из азота и метана. На его поверхности есть озёра жидкого метана и этана, а фотохимия в верхних слоях порождает органическую дымку. Авторы называют Титан единственным малым телом Солнечной системы с восстановительной атмосферой и считают его важным образцом для поиска похожих миров.
Исследователи взяли настоящий спектр Титана, полученный прибором VIMS аппарата «Кассини» в сентябре 2011 года на 27° северной широты. На нём они проверили программы POSEIDON и rfast, которыми определяют состав атмосфер экзопланет. Затем спектр пересчитали на TRAPPIST-1 h. По словам авторов, это единственная известная экзопланета меньше 1,5 радиуса и 3 масс Земли, которая получает от своей звезды примерно столько же света, сколько Титан от Солнца. Её равновесная температура около 169 К против примерно 90 К у Титана, а тяготение на поверхности составляет около 0,56 земного против 0,138. Команда смоделировала наблюдения «Уэбба» за 2, 5 и 10 прохождениями планеты по диску звезды. Авторы оговаривают, что химию атмосферы под новые условия они не подстраивали.
Что покажут наблюдения
По оценке команды, кроме метана «Уэбб» в такой атмосфере различит немногое. При этом он может заметить дымку до высот в несколько сотен километров. Признаки, по которым удалось бы отличить разные модели дымки, лежат на длинах волн короче 1 мкм. По мнению авторов, это подчёркивает значение телescopes ближнего ультрафиолета и видимого диапазона. Нашлась и ловушка метода. Если программе не задать заранее, какой газ преобладает, она может ошибочно выбрать основным компонентом метан, у которого заметные полосы в спектре, вместо азота, почти не оставляющего следов в этом диапазоне.