|
Новый телескоп может обнаружить 100 000 миров
|
|
|
|
Космический телескоп НАСА имени Нэнси Грейс Роман готов совершить крупный скачок в поисках миров за пределами нашей Солнечной системы, известных как экзопланеты. Ученые ожидают, что миссия обнаружит около 100 000 миров — ошеломляющий скачок по сравнению с почти 6300, обнаруженными на данный момент благодаря миссиям НАСА, работающим в тандеме с другими обсерваториями. И «Роман» будет находить их в основном в малоизученных регионах Млечного пути.
|
|
|
|
«Наша галактика является домом для множества различных сред, но когда дело доходит до поиска экзопланет, мы действительно исследовали только одну: наш собственный район», — сказала Элиза Кинтана, исследователь экзопланет из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. Кинтана возглавляет группу, занимающуюся разработкой программного обеспечения и моделирования для подготовки к наблюдениям транзитов экзопланет с помощью телескопа «Роман». «Исследование с помощью телескопа Roman позволит расширить зону поиска настолько, чтобы охватить другие галактические среды обитания, что может помочь нам узнать, как меняется формирование планет в разных регионах Млечного пути».
|
|
|
|
Большинство известных экзопланет расположены в пределах нескольких тысяч световых лет от Земли. Но один из основных обзоров Roman будет охватывать весь галактический балдж Млечного пути, центральный узел, где звезды расположены плотнее, чем где-либо еще, до самых окраин дальней стороны галактики.
|
|
|
|
|
|
|
Роман будет наблюдать за звездами, разбросанными по всему глубокому срезу галактики, чтобы отслеживать любые изменения их яркости. Некоторые звезды периодически тускнеют, когда вращающиеся вокруг них планеты проходят перед ними или совершают транзит. Другие временно кажутся ярче, поскольку гравитация промежуточной звезды и вращающихся вокруг нее планет усиливает свет более дальней звезды благодаря явлению, называемому микролинзированием.
|
|
|
|
Эти два метода, как правило, выявляют совершенно разные типы планет. Транзитный метод, который Роман будет использовать для обнаружения около 100 000 миров, лучше всего подходит для поиска гигантских, раскаленных планет, поскольку они блокируют большую часть звездного света и чаще проходят транзитом.
|
|
|
|
Микролинзирование, которое Роман будет использовать для обнаружения более 1000 миров, лучше подходит для поиска планет с большими орбитами, таких как планеты в нашей Солнечной системе, гравитацию которых легче отделить от гравитации их звезд-хозяев. Микролинзирование позволяет обнаруживать планеты размером с Землю и Марс, а также в пределах обитаемой зоны их звезд и даже дальше. Такие планеты практически не обнаруживаются другими методами и практически неизвестны за пределами нашей Солнечной системы. Сочетание этих двух методов поможет астрономам исследовать процесс формирования планет по всей галактике, включая место рождения Земли и за ее пределами.
|
|
|
|
Сегодня наша Солнечная система находится примерно в 27 000 световых годах от центра Млечного Пути. Однако учёные считают, что она сформировалась примерно на 10 000 световых лет ближе к Земле, а затем переместилась на своё нынешнее место.
|
|
|
|
Главная подсказка — химический состав Солнца. Большинство звёзд, образующихся на окраинах галактики, содержат мало тяжёлых элементов, что является общим термином для всех элементов, кроме водорода и гелия, которые образовались при рождении Вселенной. Тяжёлые элементы формируются звёздами, поэтому они чаще встречаются в местах, где наблюдались последовательные поколения звёзд.
|
|
|
|
Звёзды в галактическом балдже намного старше звёзд в диске Млечного Пути и, следовательно, имеют несколько иной химический состав, более богатый такими элементами, как кремний, кислород и магний.
|
|
|
|
Эти различия важны, потому что планеты формируются из того же материала, что и их родительские звёзды. Звёзды с разным составом могут иметь и другие планеты, возможно, более каменистые или крупные. Это может даже повлиять на то, образуются ли планеты вообще или сколько их сливается с каждой звездой.
|
|
|
|
Астрономы уже обнаружили намёки на такие связи поблизости.
|
|
|
|
«Звезды с большим количеством тяжелых элементов, как правило, имеют больше планет, особенно гигантские», — сказал Робби Уилсон, научный сотрудник Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, возглавлявший исследование ожидаемого количества планет, проходящих транзитом через звезду «Роман».
|
|
|
|
Благодаря исследованию совершенно разных популяций звёзд и планет, проект Roman выведет эти исследования на совершенно новый уровень. Астрономы вскоре смогут выяснить, насколько распространены планетные системы, подобные нашей, во всей Галактике Млечный Путь.
|
|
|
|
«Roman будет особенно эффективен, поскольку он будет наблюдать сотни миллионов далёких звёзд, позволяя учёным сравнивать популяции далёких планет с теми, которые обнаружены поблизости», — сказал Уилсон. «Все эти данные дадут нам много материала для анализа, поэтому мы готовимся, создавая синтетические данные, обнаруживая смоделированные планеты и используя машинное обучение для фильтрации ложных срабатываний. Таким образом, мы будем готовы сразу же приступить к работе, когда начнут поступать реальные данные». А поскольку все данные Roman будут общедоступны, любой желающий сможет присоединиться к поиску других миров.
|
|
|
|
Заглядывая в инопланетные атмосферы
|
|
|
|
Учёные также смогут изучать атмосферы, возможно, нескольких тысяч транзитных планет, обнаруженных проектом Roman.
|
|
|
|
«Roman не будет анализировать атмосферы так же глубоко, как миссии типа космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА, но он соберет другую информацию в гораздо большем масштабе», — сказал Уилсон.
|
|
|
|
В то время как телескопы типа Уэбба ищут подробные химические «отпечатки пальцев» на отдельных объектах, Roman будет измерять температурные закономерности и климатические характеристики тысяч планет. Миссия создаст общую статистическую картину атмосфер экзопланет, которую Уэбб сможет использовать для дальнейших исследований.
|
|
|
|
Инфракрасное тепловое зрение Roman позволит обнаружить светящиеся «горячие Юпитеры». Горячие Юпитеры, примерно такие же большие, как Юпитер, который примерно в 11 раз шире Земли, вращаются вокруг своих звезд всего за несколько дней. Эти миры достаточно теплые, чтобы излучать заметное количество инфракрасного света.
|
|
|
|
Планетные системы с транзитными горячими Юпитерами могут иметь два эпизода затемнения: один, когда они проходят перед звездой, и второй, меньший по размеру, когда они проходят за ней, и звезда блокирует свет планеты.
|
|
|
|
«Этот вторичный провал показывает нам, насколько яркая, а следовательно, и насколько горячая планета», — сказал Уилсон. «Отслеживая изменение яркости планеты на протяжении её орбиты, Roman также может видеть различия между дневной и ночной сторонами и даже обнаруживать сдвиги в расположении самой горячей области на планете. Это говорит нам об атмосферных ветрах и циркуляции тепла».
|
|
|
|
«Обзор 100 000 звёзд, проведённый в рамках ныне завершённой миссии NASA Kepler, более десяти лет назад произвёл революцию в области экзопланет и показал нам, что планеты в нашей галактике встречаются даже чаще, чем звёзды», — сказал Хорхе Мартинес-Паломера, астроном из Центра космических исследований им. Годдарда NASA, который помогает готовить данные об экзопланетах, полученные с помощью Roman. «Обзор галактического балджа, проводимый Roman, позволит наблюдать около 100 миллионов звёзд и исследовать малоизученные области нашей галактики, что обеспечит фундаментальный набор данных, который также произведёт революцию в наших знаниях о других мирах и нашем месте во Вселенной».
|
|
|
|
Источник
|
