Korzystając z podwójnej perspektywy Hubble’a i New Horizons, naukowcy uzyskali nowy wgląd w tę kwestię UranWłaściwości atmosferyczne i jasność, informujące o przyszłości egzoplaneta studia.
Uran został opisany jako tajemniczy, dziwny i dość nieznany nam tutaj, na Ziemi. Jednak w astronomii terminy te są dość względne. W porównaniu z odległymi, ciemnymi obszarami wczesnego Wszechświata lub dziwnymi egzoplanetami oddalonymi o dziesiątki lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego, badacze faktycznie wiedzą dużo o Uranie.
NASA’S Kosmiczny Teleskop Hubble’a należy do obserwatoriów, które mogą oglądać planetę w wysokiej rozdzielczości, pokazując z bliska szczegóły cech atmosferycznych planety.
Astronomowie wykorzystali teraz ten punkt widzenia w nowy sposób. Obserwowali Urana w wysokiej rozdzielczości za pomocą Hubble’a, a jednocześnie za pomocą sondy New Horizons znajdującej się w odległości 6,5 miliarda mil, gdzie planeta widoczna była jedynie jako plamka. Ta połączona perspektywa może pomóc im dowiedzieć się więcej o tym, czego się spodziewać podczas obrazowania planet krążących wokół innych gwiazd — Hubble zapewnia kontekst tego, co faktycznie dzieje się w atmosferze podczas obserwacji za pomocą sondy New Horizons.
NASA Hubble i New Horizons łączą siły, aby jednocześnie obserwować Urana
Kosmiczny Teleskop Hubble’a i sonda New Horizons niedawno skupiły się jednocześnie na Uranie, umożliwiając naukowcom bezpośrednie porównanie obserwacji planety z dwóch różnych punktów obserwacyjnych. Te spostrzeżenia posłużą jako wskazówki w przyszłych badaniach podobnych planet w innych układach gwiezdnych.
Wykorzystując Urana jako substytut odległych egzoplanet, astronomowie wykorzystali zdjęcia o wysokiej rozdzielczości z Hubble’a wraz z szerszymi widokami z New Horizons. Ta podwójna perspektywa zwiększa naszą wiedzę o tym, czego się spodziewać podczas obrazowania egzoplanet za pomocą teleskopów nowej generacji.
Odsłonięcie nowych spostrzeżeń w obserwacjach egzoplanet
„Chociaż spodziewaliśmy się, że Uran będzie wyglądał inaczej w każdym filtrze obserwacji, odkryliśmy, że w rzeczywistości był on ciemniejszy, niż przewidywano w danych z New Horizons, zebranych z innego punktu widzenia” – powiedziała główna autorka Samantha Hasler z Massachusetts Institute of Technology w Cambridge i Współpracownik zespołu naukowego New Horizons.
Bezpośrednie obrazowanie egzoplanet to kluczowa technika pozwalająca poznać potencjalne możliwości zamieszkania na nich planet i dostarcza nowych wskazówek na temat pochodzenia i powstawania naszego Układu Słonecznego. Astronomowie wykorzystują zarówno obrazowanie bezpośrednie, jak i spektroskopię, aby zebrać światło obserwowanej planety i porównać jego jasność przy różnych długościach fal. Jednak obrazowanie egzoplanet jest niezwykle trudnym procesem, ponieważ znajdują się one tak daleko. Ich zdjęcia są zaledwie punktowe i dlatego nie są tak szczegółowe, jak zbliżenia światów krążących wokół naszego Słońca. Badacze mogą także bezpośrednio fotografować egzoplanety jedynie w „fazach częściowych”, kiedy tylko część planety jest oświetlona przez ich gwiazdę widzianą z Ziemi.
Porównywanie odległych widoków: Hubble kontra New Horizons
Uran był idealnym celem jako test pozwalający zrozumieć przyszłe odległe obserwacje egzoplanet przez inne teleskopy z kilku powodów. Po pierwsze, wiele znanych egzoplanet to także gazowe olbrzymy o podobnej naturze. Ponadto w czasie obserwacji sonda New Horizons znajdowała się po drugiej stronie Urana, w odległości 10,5 miliarda mil stąd, co umożliwiało badanie jego półksiężyca o zmierzchu, czego nie można zrobić z Ziemi. Z tej odległości obraz planety wykonany przez sondę New Horizons miał zaledwie kilka pikseli w kolorowej kamerze zwanej Wielospektralną Kamerą Obrazowania Widocznego.
Z drugiej strony Hubble, dzięki swojej wysokiej rozdzielczości, znajdujący się na swojej niskiej orbicie okołoziemskiej, 2,7 miliarda mil od Urana, był w stanie zobaczyć cechy atmosfery, takie jak chmury i burze, po dziennej stronie gazowego świata.
„Uran pojawia się jako mała kropka na obserwacjach z New Horizons, podobna do kropek widocznych na bezpośrednio fotografowanych egzoplanetach z obserwatoriów takich jak Webb lub obserwatoriów naziemnych” – dodał Hasler. „Hubble dostarcza kontekstu temu, co dzieje się w atmosferze podczas obserwacji za pomocą sondy New Horizons”.
Właściwości odblaskowe i przyszłe misje
Gazowe olbrzymy w naszym Układzie Słonecznym mają dynamiczną i zmienną atmosferę ze zmiennym zachmurzeniem. Jak powszechne jest to wśród egzoplanet? Znając szczegóły wyglądu chmur na Uranie z Hubble’a, badacze są w stanie zweryfikować interpretację danych z New Horizons. W przypadku Urana zarówno Hubble, jak i New Horizons zaobserwowały, że jasność nie zmieniała się wraz z obrotem planety, co wskazuje, że cechy chmur nie zmieniały się wraz z obrotem planety.
Jednak znaczenie wykrycia przez sondę New Horizons ma związek ze sposobem, w jaki planeta odbija światło w innej fazie niż to, co może zobaczyć Hubble lub inne obserwatoria na Ziemi lub w jej pobliżu. Sonda New Horizons pokazała, że egzoplanety mogą być ciemniejsze niż przewidywano przy częściowych i wysokich kątach fazowych oraz że atmosfera inaczej odbija światło w fazie częściowej.
Pionier przyszłości badań egzoplanet
NASA pracuje nad dwoma dużymi, wkrótce planowanymi obserwatoriami, których zadaniem będzie postęp w badaniach atmosfer egzoplanet i potencjalnych możliwości zamieszkania.
„Te przełomowe badania Urana wykonane przez New Horizons z punktu obserwacyjnego nieobserwacyjnego w żaden inny sposób stanowią uzupełnienie nowej wiedzy naukowej misji i, podobnie jak wiele innych zbiorów danych uzyskanych podczas misji, dostarczyły zaskakujących nowych spostrzeżeń na światy naszego Układu Słonecznego. systemu” – dodał główny badacz New Horizons Alan Stern z Southwest Research Institute.
Nadchodząca Nancy Grace z NASA Rzymski Teleskop Kosmicznyktórego wystrzelenie zaplanowano na 2027 r., wykorzysta koronograf do blokowania światła gwiazd, aby móc bezpośrednio obserwować egzoplanety gazowe olbrzymy. NASA Obserwatorium Światów Mieszkalnychwe wczesnej fazie planowania, będzie pierwszym teleskopem zaprojektowanym specjalnie do poszukiwania biosygnatur atmosferycznych na skalistych planetach wielkości Ziemi krążących wokół innych gwiazd.
„Badanie sposobu, w jaki znane obiekty wzorcowe, takie jak Uran, pojawiają się na obrazach z odległości, może pomóc nam w sformułowaniu solidniejszych oczekiwań podczas przygotowań do przyszłych misji” – podsumował Hasler. „A to będzie miało kluczowe znaczenie dla naszego sukcesu”.
Wystrzelony w styczniu 2006 roku statek New Horizons wykonał historyczny przelot obok Pluton i jego księżyce w lipcu 2015 r., zanim po raz pierwszy przyjrzał się ludzkości z bliska jednemu z tych elementów składowych planety i Pas Kuipera obiekt Arrokoth w styczniu 2019 r. Sonda New Horizons realizuje obecnie swoją drugą rozszerzoną misję, badając odległe obiekty Pasa Kuipera, charakteryzując zewnętrzną heliosferę Słońca i dokonując ważnych obserwacji astrofizycznych ze swojego niezrównanego punktu obserwacyjnego w odległych regionach Układu Słonecznego.
Wyniki badania Urana zostaną zaprezentowane w tym tygodniu na 56. dorocznym spotkaniu Oddziału Nauk Planetarnych Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego, które odbyło się w Boise w stanie Idaho.
Kosmiczny Teleskop Hubble’a, będący efektem współpracy NASA i NASA Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) od ponad trzech dekad rewolucjonizuje nasze rozumienie Wszechświata. Wystrzelony w 1990 roku Hubble okrąża Ziemię, rejestrując obrazy i dane o wysokiej rozdzielczości, które doprowadziły do przełomowych odkryć, od ekspansji wszechświata po istnienie ciemnej energii.
Zarządzana przez należące do NASA Centrum Lotów Kosmicznych Goddard w Maryland, przy wsparciu Lockheed Martin Space, misje Hubble’a są świadectwem współpracy międzynarodowej. The Instytut Naukowy Teleskopów Kosmicznych w Baltimore w stanie Maryland, prowadzony przez Stowarzyszenie Uniwersytetów Badań nad Astronomią, prowadzi działalność naukową, zapewniając, że Hubble nadal będzie odgrywał kluczową rolę w rozwoju astronomii. Pomimo swojego wieku Hubble pozostaje jednym z najważniejszych i niezawodnych narzędzi do badania głębokiego kosmosu, a jego odkrycia kształtują nasze podstawowe rozumienie kosmosu.
New Horizons to pionierski statek kosmiczny opracowany i obsługiwany przez Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) w Laurel w stanie Maryland w ramach programu NASA New Frontiers. Wystrzelony w 2006 roku, jest najbardziej znany z historycznego przelotu obok Plutona w 2015 roku, dzięki czemu ludzkość mogła po raz pierwszy zobaczyć planetę karłowatą z bliska. Od tego czasu sonda New Horizons kontynuuje podróż przez zewnętrzny Układ Słoneczny, badając obiekty Pasa Kuipera i dostarczając kluczowych danych o tych odległych światach.
Misją kieruje Southwest Research Institute, a główny badacz Alan Stern kieruje zespołem naukowym, nadzorując operacje związane z ładunkiem i planowanie badań naukowych. Zarządzany przez Centrum Lotów Kosmicznych Marshalla w Huntsville w stanie Alabama, sonda New Horizons znacząco poszerzyła naszą wiedzę o zewnętrznym Układzie Słonecznym, otwierając nowe drzwi do badań astrofizycznych i eksploracji planet.
