СПЕКТРЫ ЭКЗОПЛАНЕТ, ПОХОЖИХ НА ЗЕМЛЮ, С РАЗЛИЧНЫМИ ПЕРИОДАМИ ОСЕВЫХ ВРАЩЕНИЙ

В настоящее время найдены планеты, подобные Земле, около других звезд. Нами исследовались спектры планет, подобных Земле, но с различными периодами осевого вращения. Используя модель общей циркуляции атмосферы ССМ3 и рассматривая циркуляцию атмосферы в течение двух лет, мы вычислили спектры излучения Земли и экзоземли, вращающихся с периодами 1 и 100 сут., соответственно. При вычислении спектров излучения атмосфер использовалась программа SBDART. Мы анализировали спектр восходящего излучения на высотах в 1 и 11 км при длине волны от 1 до 18 мкм, а также от 0.3 до 1 мкм. Для Земли и экзоземли получены следующие общие черты: 1) планеты имеют широкий интервал абсорбции CO₂ около 14 мкм; 2) нет существенных различий для спектров излучения в разных местах около экватора (однако для некоторых областей, например, около полюсов, могут быть существенные различия в спектрах); 3) если интегрировать спектр по всему диску планеты, то разница в сигнале спектра, полученного при наблюдениях Земли/экзоземли с различных направлений, значительно снижается по сравнению с наблюдениями отдельных областей планет, но все же заметна разница в интегрированном сигнале спектра для Земли и экзоземли (например, эта разница заметна в случае спектра, полученного на высоте 11 км, при наблюдениях с Южного и Северного полюсов, но разница небольшая, если наблюдать весь диск с различных направлений экватора). Различия в спектрах экзопланет, отличающихся от Земли только периодом осевого вращения, сравнимы с различиями, связанными с изменением угла наблюдения планеты. Поэтому изучение спектра нельзя использовать для определения периода осевого вращения планеты, если угол наблюдения не известен. Максимальные отличия в спектрах экзопланет, подобных Земле, получены для длины волны ~5–10 мкм и ~13–16 мкм. Анализируя спектр с длиной волны около 9.4–10 мкм, мы можем определить, имеет ли атмосфера экзопланеты озон или нет. Локальный минимум при длине волны 9.4–10 мкм отсутствует на графиках восходящего излучения на высоте 11 км при отсутствии озона, но этот минимум имеется на графиках моделей с озоном. Так как озон важен для жизни, то полоса 9.4–10 мкм может быть важна для будущих наблюдений экзопланет, похожих на Землю.

экзопланетные системы, осевые вращения экзопланет, спектры излучения, атмосферы, облака