|
Детальное изучение экзопланет
|
|
|
|
11 января 2026 года на строго контролируемой базе военно-космических сил Ванденберг в Калифорнии я с тревогой наблюдал, как впечатляющая ракета SpaceX Falcon 9 вывела на орбиту новый телескоп НАСА для изучения экзопланет "Пандора".
|
|
|
|
Экзопланеты - это миры, которые вращаются вокруг других звезд. Их очень трудно наблюдать, потому что при наблюдении с Земли они выглядят как чрезвычайно слабые точки рядом со своими звездами—хозяевами, которые в миллионы—миллиарды раз ярче и заглушают свет, отражаемый планетами. Телескоп Pandora присоединится к космическому телескопу Джеймса Уэбба НАСА и дополнит его в изучении этих далеких планет и звезд, вокруг которых они вращаются.
|
|
|
|
Я профессор астрономии в Университете Аризоны, специализирующийся на изучении планет, вращающихся вокруг других звезд, и астробиологии. Я являюсь одним из исследователей Пандоры и возглавляю ее рабочую группу по изучению экзопланет. Мы создали Pandora, чтобы разрушить барьер — понять и устранить источник шума в данных, — который ограничивает нашу способность детально изучать небольшие экзопланеты и искать на них жизнь.
|
|
|
|
У астрономов есть хитрость для изучения атмосфер экзопланет. Наблюдая за планетами, обращающимися по орбите перед своими звездами-хозяевами, мы можем изучать звездный свет, который проникает через их атмосферы.
|
|
|
|
|
|
|
Эти наблюдения за прохождением планет подобны тому, как если бы вы поднесли бокал красного вина к свече: проникающий сквозь него свет высвечивает мелкие детали, которые раскрывают качество вина. Анализируя звездный свет, проходящий через атмосферы планет, астрономы могут обнаружить признаки наличия водяного пара, водорода, облаков и даже жизни. В 2002 году исследователи усовершенствовали наблюдения за транзитом, открыв захватывающее окно в новые миры.
|
|
|
|
Некоторое время казалось, что это работает идеально. Но, начиная с 2007 года, астрономы заметили, что звездные пятна — более холодные, активные области на звездах — могут мешать измерениям транзита.
|
|
|
|
В 2018 и 2019 годах мы с тогдашним аспирантом Бенджамином В. Рэкхемом и астрофизиком Марком Джампапой опубликовали серию исследований, показывающих, как более темные звездные пятна и более яркие, магнитно-активные звездные области могут серьезно искажать результаты измерений экзопланет. Мы назвали эту проблему "эффектом транзитного источника света".
|
|
|
|
Большинство звезд являются пятнистыми, активными и постоянно меняются. Бен, Марк и я показали, что эти изменения изменяют сигналы от экзопланет. Что еще хуже, в верхних слоях некоторых звезд также есть водяной пар, который часто более заметен в звездных пятнах, чем за их пределами. Этот и другие газы могут сбить с толку астрономов, которые могут подумать, что они обнаружили на планете водяной пар.
|
|
|
|
В наших статьях, опубликованных за три года до запуска космического телескопа Джеймса Уэбба в 2021 году, мы предсказывали, что телескоп Webb не сможет полностью раскрыть свой потенциал. Мы забили тревогу. Астрономы поняли, что мы пытались оценить наше вино в свете мерцающих, неустойчивых свечей.
|
|
|
|
Для меня история Pandora началась с интригующего электронного письма от НАСА в 2018 году. Двое выдающихся ученых из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, Элиза Кинтана и Том Барклай, попросили о встрече. У них был необычный план: они хотели как можно быстрее построить космический телескоп, который помог бы бороться со звездным загрязнением — чтобы успеть помочь Уэббу. Это была захватывающая идея, но и очень сложная. Космические телескопы очень сложны, и обычно их не хочется собирать в спешке.
|
|
|
|
Pandora порывает с традиционной моделью НАСА. Мы предложили и построили Pandora быстрее и со значительно меньшими затратами, чем это обычно бывает в миссиях НАСА. Наш подход заключался в том, чтобы упростить миссию и принять на себя несколько более высокие риски.
|
|
|
|
Pandora меньше и не может собирать столько света, сколько ее старший брат Webb. Но Pandora сможет делать то, чего не может Webb: она сможет терпеливо наблюдать за звездами, чтобы понять, как меняется их сложная атмосфера.
|
|
|
|
Наблюдая за звездой в течение 24 часов с помощью видимых и инфракрасных камер, Pandora будет регистрировать едва заметные изменения в яркости и цветах звезды. Когда активные области звезды вращаются вокруг своей оси и исчезают из поля зрения, а звездные пятна формируются, эволюционируют и рассеиваются, Pandora будет записывать их. В то время как "Уэбб" очень редко возвращается к одной и той же планете с той же конфигурацией прибора и почти никогда не наблюдает за звездами-хозяевами, "Пандора" будет возвращаться к своим целевым звездам 10 раз в год, проводя на каждой из них более 200 часов.
|
|
|
|
Обладая этой информацией, наша команда Pandora сможет выяснить, как изменения в расположении звезд влияют на наблюдаемые планетарные транзиты. Как и Уэбб, Pandora также будет наблюдать за планетарными транзитами. Объединив данные, полученные с Pandora и Webb, наша команда сможет понять, из чего состоят атмосферы экзопланет, более подробно, чем когда-либо прежде.
|
|
|
|
После успешного запуска Pandora теперь совершает оборот вокруг Земли примерно каждые 90 минут. Системы и функции Pandora в настоящее время тщательно тестируются компанией Blue Canyon Technologies, основным разработчиком Pandora.
|
|
|
|
Примерно через неделю после запуска управление космическим аппаратом перейдет к многоцелевому операционному центру Аризонского университета в Тусоне, штат Аризона. Тогда наши научные группы возьмутся за дело всерьез, и мы начнем улавливать звездный свет, проникающий сквозь атмосферы других миров, и посмотрим на них новым, пристальным взглядом.
|
|
|
|
Источник
|
