Лунное затмение помогло «Хабблу» подтвердить обитаемость Земли по отраженному от Луны свету

Астрономы при помощи космического телескопа «Хаббл» обнаружили в атмосфере Земли озон, считающийся биосигнатурой, используя отраженный от Луны солнечный свет. Ученые проводили измерения во время лунного затмения и таким образом смоделировали ситуацию наблюдения транзита землеподобной экзопланеты по диску своей звезды, что позволяет усовершенствовать методику исследования атмосфер других планет. Статья опубликована в журнале The Astronomical Journal.

По мере того как число открытых экзопланет растет, астрономов все больше интересует не поиск новых объектов, а полномасштабное исследование уже известных, в частности их атмосфер. В случае землеподобных экзопланет необходимы надежные методики поиска биосигнатур в их атмосферах при помощи транзитной спектроскопии или прямых наблюдений. На современной Земле одной из самых важных биосигнатур является кислород, который образуется в результате оксигенного фотосинтеза. Озон, как продукт фотолиза кислорода, также рассматривается как биосигнатура, также озоновый слой играет роль экрана, который защищает жизнь на поверхности Земли от ультрафиолетового излучения Солнца.

Группа астрономов во главе с Аллисон Янгблад (Allison Youngblood) из Лаборатории атмосферной и космической физики в Колорадо опубликовала результаты необычных наблюдений, проведенных космическим телескопом «Хаббл». Ученые проверили возможность обнаружения озона в атмосфере Земли, которая выступала в роли модельной экзопланеты, в ходе ее транзита по Солнцу. Для этой цели телескоп в ходе полного лунного затмения 20-21 января 2019 года непрерывно регистрировал отраженный от участка поверхности Луны свет Солнца, прошедший сквозь земную атмосферу, получая спектры пропускания при помощи спектрографа STIS. 

Несмотря на сложность наблюдений, астрономам удалось идентифицировать озон в полученных спектрах по полосам Хартли-Хаггинса (на длинах волн 3000-3300 ангстрем) и полосам Шаппюи (на длинах волн 4500-5700 ангстрем) во время полутеневой фазы затмения. Во время фазы тени наблюдались только полосы Шаппюи. Эти результаты показывают, как могут выглядеть спектры пропускания в оптическом и ближнем ультрафиолетовом диапазонах волн для землеподобных экзопланет, однако, авторы отмечают, что обнаружение озона в атмосфере такой экзопланеты не гарантирует существования жизни на ее поверхности и необходимо искать сразу несколько биосигнатур, например озон и метан.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы впервые нашли водяной пар в атмосфере экзопланеты, расположенной в обитаемой зоне своей звезды, а также признали экзопланеты у близкой к Солнцу звезды Тигардена землеподобными.

Александр Войтюк