Новая работа оценивает, что сможет увидеть спектрограф ANDES на строящемся Extremely Large Telescope. Речь не о красивых снимках, а о поиске слабых спектральных следов молекул в атмосферах ближайших каменистых экзопланет.
ELT Европейской южной обсерватории строится в Чили и должен получить зеркало диаметром 39 метров. Один из его ключевых приборов, ArmazoNes high Dispersion Echelle Spectrograph, или ANDES, рассчитан на спектроскопию высокого разрешения. В новом препринте команда с участием исследователей NASA JPL смоделировала, какие биологически интересные газы этот прибор сможет выделить в данных транзитов.
В расчет включили 18 известных каменистых планет в потенциально обитаемых зонах, которые проходят перед своими звездами. Среди них есть несколько миров системы TRAPPIST-1. Авторы смотрели на углекислый газ, водяной пар, метан и кислород, потому что у каждой из этих молекул есть свои линии в спектре.
Главная проблема не в том, что линий нет, а в шуме. Наземный телескоп смотрит через атмосферу Земли, а звезды с малыми планетами часто добавляют вспышки и пятна. Для обработки авторы использовали байесовскую кросс-корреляцию, которая должна лучше учитывать шумные совпадения между моделью атмосферы планеты и телескопическими данными. Пока это именно симуляция, а не реальное наблюдение.
Самой доступной молекулой оказалась вода. Для планет TRAPPIST-1 модели дают примерно от 10 до 19 транзитов, чтобы статистически проверить наличие водяного пара. Кислород намного труднее: его нужно ловить примерно вчетверо дольше, хотя для TRAPPIST-1d расчет дает около 36 транзитов.
Ограничение тоже важное. Только 8 из 18 выбранных планет дали решительное обнаружение хотя бы одного газа в пределах 100 транзитов. При этом модель оптимистична: она не учитывает облака и дымки на экзопланетах, а также упрощает удаление влияния земной атмосферы и звездной активности.
Технический вывод трезвый: ELT и ANDES не превратят поиск жизни в простую проверку списка молекул. Но они могут дать один из самых точных наземных тестов атмосфер у близких каменистых миров. Для будущих наблюдений это ценно уже сейчас, потому что показывает, какие цели стоит ставить в очередь и сколько транзитов придется копить.
