Астрономы предложили практичный способ искать океаны на землеподобных экзопланетах с помощью будущего космического телескопа Habitable Worlds Observatory. Идея основана на блике, который возникает, когда свет звезды отражается от жидкой поверхности почти как от зеркала.
Такой эффект называют зеркальным отражением. На Земле его легко увидеть над морем при низком Солнце, а в Солнечной системе похожий сигнал уже фиксировали космические аппараты. В 2009 году Cassini увидел блик от углеводородных озер Титана, а еще раньше команда с участием Карла Сагана использовала пролет Galileo мимо Земли, чтобы заметить отражение от земных океанов.
В новой работе Элеанор Корниш и Тайлер Робинсон из Университета Аризоны смоделировали, сможет ли такой сигнал помочь при прямом изображении экзопланет. Они адаптировали атмосферный инструмент rfast и добавили модель океанской поверхности Cox-Munk, которая учитывает ветер и рябь. В расчетах блик позволял отличать планету с океаном от планеты без океана даже при заметном шуме, если наблюдать ее в подходящей фазе.
Ключевой угол оказался около 120 градусов. В такой конфигурации планета видна как серп: большая часть диска темная, но свет звезды скользит по поверхности океана и может отражаться в сторону телескопа. При этом появляется покраснение блика, потому что свет проходит длинный путь через атмосферу, а синие длины волн сильнее рассеиваются.
Для Habitable Worlds Observatory это важно инженерно. Чем меньше требуемый фазовый угол, тем легче отделить слабый свет планеты от яркой звезды и тем больше свободы остается у коронографа. Ранние оценки считали, что океанский блик может требовать углов около 130 градусов и выше, поэтому сдвиг к 120 градусам делает задачу немного менее жесткой.
Ограничения остаются серьезными. Облака могут закрыть океан или сами создать похожий рассеянный сигнал. Кроме того, для проверки метода нужны хорошие данные о Земле в фазе серпа, которых пока немного. Но работа показывает, что будущий телескоп сможет искать не только химические следы обитаемости, но и геометрический признак жидкой поверхности.
