|
Спутники изучают атмосферы экзопланет
|
|
|
|
Астрономы хотят собрать как можно больше данных, используя как можно больше систем. Иногда для этого требуется координация между приборами. Команды, которые управляют космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST) и предстоящими миссиями дистанционного зондирования атмосферы в инфракрасном диапазоне для исследования крупных экзопланет (Ariel), получат множество возможностей для этого, как только оба телескопа будут запущены в эксплуатацию в начале 2030-х годов. В новой статье рабочей группы Ariel-JWST Synergy, доступной в предварительном виде на arXiv, подробно описывается, как именно эти две системы могут работать вместе для лучшего анализа экзопланет.
|
|
|
|
JWST уже была в центре внимания средств массовой информации еще до своего запуска в конце 2021 года. В настоящее время это самая мощная из наших космических обсерваторий, но это многоцелевой инструмент, к которому выстроилась длинная очередь ученых, желающих получить на него время.
|
|
|
|
JWST, способный наблюдать все, что угодно, от удаленных черных дыр до межзвездных комет, проходящих через нашу Солнечную систему, обладает абсурдно высоким разрешением, но ему не хватает времени, необходимого для полного наблюдения некоторых экзопланет. Кроме того, в некоторых случаях он слишком чувствителен, поскольку исключительно яркие звезды, которые отлично подходят для наблюдения за атмосферами экзопланет, достаточно мощны, чтобы насытить детекторы JWST, что делает бесполезным отслеживание экзопланет, вращающихся вокруг звезд такого типа.
|
|
|
|
|
|
|
С другой стороны, Ariel специально разработан для крупномасштабных съемок. Он не обладает разрешением JWST, но вместо этого использует более "точечный" подход к наблюдениям. Он будет наблюдать тысячи звезд с экзопланетами в течение длительных периодов времени с относительно низким разрешением, на что JWST не способен из-за других приоритетов в отношении своих возможностей с чрезвычайно высоким разрешением. Он также оснащен одним детекторным прибором, который может регистрировать широкий спектр длин волн одновременно, в то время как для JWST требуются отдельные приборы для охвата разных диапазонов.
|
|
|
|
Чтобы было понятно, разрешение Ariel и близко не приближается к разрешению JWST, а диафрагма примерно в 1/6 раза меньше, чем у его более крупного собрата. Но для ЕКА это также миссия класса "М", что означает, что ее бюджет и масштабы ограничены, в то время как JWST, как известно, неоднократно расходовала свой бюджет.
|
|
|
|
В своей статье авторы отмечают, что определенно есть области, в которых оба телескопа будут соответствовать своим целям. Одним из наиболее примечательных является их расположение — они оба будут расположены в точке лагранжа L2 Земля-Солнце, что даст им общую систему отсчета, недоступную большинству других телескопов. В то время как JWST можно рассматривать как "снайпера", который должен нацеливаться на отдельные системы или планеты, Ariel можно рассматривать как средство наблюдения, при котором он в течение длительного времени наблюдает за целыми участками неба.
|
|
|
|
Благодаря особенностям двух телескопов можно добиться взаимодополняемости. Согласно документу, существует несколько потоков данных, которые будут использовать сильные стороны каждой миссии, а в некоторых случаях сочетание обоих методов поможет преодолеть ограничения каждого из них как отдельного проекта. Например, JWST может изучить отдельные атмосферы экзопланет и передать эту информацию Ariel, которая может сравнить конкретную планету, на которую смотрит JWST, чтобы увидеть, как она соотносится с тысячами других планет.
|
|
|
|
С другой стороны, Ariel может обследовать 1000 планет и найти что-то странное на одной из них. Передача этой информации в JWST позволила бы телескопу с гораздо более высоким разрешением фокусироваться на этом единственном выбросе достаточно долго, чтобы ответить на вопросы, на которые Ariel в одиночку не смог бы ответить. Предполагая, что операторы JWST в любом случае достаточно высоко оценивают эту конкретную кампанию.
|
|
|
|
Как упоминалось выше, Ariel на самом деле лучше подходит для анализа ярких звезд, которые могли бы удовлетворить потребности детекторов JWST. С другой стороны, JWST способен обнаруживать гораздо более слабые и труднодоступные объекты, которые Ariel просто не может увидеть с его разрешением. Диапазон длин волн между двумя миссиями также обеспечивает синергию.
|
|
|
|
Ariel может охватить большую часть инфракрасного спектра с помощью одной экспозиции, но JWST может заглянуть еще глубже с помощью своего прибора MIRI. Таким образом, вместо того, чтобы полагаться на несколько датчиков самого JWST, Ariel может объединить их показания с показаниями MIRI, чтобы получить полную инфракрасную картинку, не затрачивая больше времени на JWST.
|
|
|
|
Однако пройдет некоторое время, прежде чем это сотрудничество вступит в силу. Ожидается, что Ariel будет запущен в 2029 году, а научные исследования начнутся в полном объеме в 2030 году, после чего планируется 4-летний период эксплуатации. Хотя основную научную миссию JWST планируется завершить в июле 2027 года, у него достаточно топлива, чтобы поддерживать орбиту до 2040-х годов. Так что, если ни с одним из них не произойдет чего-то катастрофического, у нас в запасе будет по меньшей мере 10 лет сотрудничества между самым мощным космическим телескопом в мире и его сфокусированным, функциональным коллегой по наблюдению за экзопланетами.
|
|
|
|
Источник
|
