Другие Земли

NASA запустило телескоп для поиска планет земного типа

Телескоп Kepler за работой. Изображение с сайта nasa.gov

Ранним утром седьмого марта 2009 года с космодрома на мысе Канаверал в штате Флорида был запущен орбитальный телескоп Kepler. Задолго до этой даты сообщения о будущем старте появлялись во множестве СМИ. Пристальное внимание прессы к телескопу вполне объяснимо: он будет искать в далеком космосе планеты, похожие на Землю.

Все сразу

Для обнаружения экзопланет (планет, находящихся вне Солнечной системы), Kepler будет использовать так называемый транзитный метод. Когда планета проходит по диску своей звезды, она закрывает часть ее излучения. Новый телескоп как раз и будет отыскивать такие "подмигивающие" светила. Анализируя параметры "подмигивания", астрономы смогут узнать некоторые характеристики найденных экзопланет.

По частоте колебаний яркости можно определить период обращения планеты и высоту ее орбиты. Эти сведения, а также данные о температуре звезды позволят ученым вычислить, насколько горяча экзопланета. Кроме того, зная длину орбиты, астрономы по третьему закону Кеплера, в честь которого был назван телескоп, могут узнать массу планеты. Количество звездного излучения, которое она закрывает, даст исследователям информацию о ее размерах.

Ученых интересуют прежде всего небольшие планеты, обращающиеся в зоне обитаемости своих звезд. Зона обитаемости – это узкий отрезок пространства вокруг звезды, попав в который планета может быть теоретически пригодной для выживания организмов земного типа. В случае звезд, похожих на Солнце (а именно их в первую очередь будут рассматривать ученые), зона обитаемости будет находиться на расстоянии около одной астрономической единицы от светила. То есть, дистанция от экзопланеты до звезды будет приблизительно соответствовать дистанции от Земли до Солнца.

Сплошные проблемы

Создается впечатление, что транзитный метод идеально приспособлен для поиска новых миров, и непонятно, почему с его помощью было найдено всего около 15 процентов экзопланет (к настоящему моменту астрономам известно около 350 планет, обращающихся вокруг далеких звезд). На словах метод кажется очень простым, однако он имеет ряд ограничений, а для его эффективного применения нужна очень чувствительная техника.

Поиск экзопланет (особенно небольших) при помощи транзитного метода является нетривиальной задачей уже потому, что изменение яркости свечения звезды при проходе мимо нее планеты минимально. Земля закрывала бы от наблюдателя из далекого космоса всего 0,008 процента света Солнца. Такие незначительные возмущения могут возникать по множеству причин. Например, их может вызывать появление пятен на изучаемой звезде.

"Правильные" колебания, то есть колебания, вызванные прохождением по диску звезды планеты, должны быть периодическими. Поэтому прежде чем приписывать "подмигиванию" экзопланетную природу, астрономам необходимо засечь изменение яркости со сходными характеристиками несколько раз. Для планет земного типа и для похожих на Солнце звезд период обращения составляет около года. То есть, следить за "подмигивающими" звездами придется несколько лет. При этом вероятность пропустить сам момент транзита планеты весьма высока: продолжительность этого события составляет несколько часов.

В дополнение ко всем этим трудностям транзитный метод подходит только для очень ограниченной выборки звезд. Для того чтобы телескоп смог заметить изменение яркости звезды, орбита обращающейся вокруг нее планеты должна быть ориентирована строго определенным образом. Согласно подсчетам, это требование выполняется в среднем для одной звезды из сотни.

Все сразу и без проблем

Разработчики миссии Kepler попытались учесть все эти сложности. Чувствительность его телескопа достаточна для регистрации минимальных изменений яркости. По словам инженеров, Kepler может увидеть пролет мухи мимо фар автомобиля, находящегося на расстоянии нескольких километров. Чтобы не пропустить транзит планеты, Kepler будет наблюдать звездное небо практически непрерывно. Телескоп будет снимать показания каждые полчаса. Так как он находится за пределами земной атмосферы, погодные условия и смены дня и ночи не будут мешать проведению измерений.

Орбита Kepler выбрана таким образом, чтобы в его поле зрения периодически не вторгались Луна и Солнце. Говоря научным языком, поле зрения нового телескопа лежит вне плоскости эклиптики.

В своем движении вокруг Солнца Kepler будет следовать за Землей, постепенно удаляясь от нее. Телескоп будет совершать один оборот приблизительно за 372,5 дня. Дополнительным преимуществом такого положения является отсутствие вращающего момента, вызванного гравитационным воздействием Земли (так как форма нашей планеты неидеальна, спутники немного по-разному притягиваются к Земле над различными ее участками). Еще один плюс "независимой" от Земли орбиты – стабильный уровень солнечного излучения. Постоянные изменения из-за тени Земли количества попадающих на аппарат солнечных лучей могли бы привести к помехам в работе приборов.

По сравнению с другими телескопами у Kepler очень широкое поле зрения. Он будет обозревать участок неба, приблизительно соответствующий площади ладони вытянутой руки – его размер составит 105 квадратных градусов. Другие орбитальные телескопы, в том числе знаменитый "Хаббл", лишены такой широты обзора. Они предназначены для изучения как можно более далеких областей космоса, а размер исследуемого участка для них не так уж важен.

Район космоса, в который Kepler будет вглядываться 3,5 года, тоже был выбран не случайно. Телескоп аппарата будет направлен на участок неба, расположенный между созвездиями Лебедя и Лиры. По оценкам астрономов, в этой части неба находится около 4,5 миллиона звезд. Большая часть из них похожи на наше Солнце – это относительно холодные звезды среднего возраста. Зоны обитаемости располагаются на небольшом расстоянии от них, так что Kepler сможет увидеть транзит "подходящих" планет. Потенциально обитаемые планеты молодых звезд-гигантов находятся на таком удалении, что даже очень чувствительные детекторы Kepler не заметят изменения яркости звезды при их проходе по ее диску.

По словам Натали Баталья (Natalie Batalha) из Университета Сан Хосе, которая принимает участие в работе над телескопом, чтобы преодолеть все трудности, возникающие при поиске экзопланет транзитным методом, разработчики миссии воспользовались "грубой научной силой". "Все дело в числах", - добавила она.

Широкое поле обзора, непрерывные наблюдения и огромное количество звезд-кандидатов позволяют обойти такой фактор, как малый процент подходящих светил. Совершенные детекторы Kepler должны зафиксировать самое незначительное "подмигивание", а трехгодичная продолжительность миссии позволит астрономам подтвердить, что его виновницей является именно планета.

Kepler получит первые результаты уже через несколько месяцев. Список новых экзопланет сначала пополнят "горячие Юпитеры", обращающиеся на небольшом расстоянии вокруг своих звезд. Год на таких планетах может длиться всего несколько дней, а значит, ученые смогут быстро удостовериться в том, что звезда периодически меркнет именно из-за них. На достоверное обнаружение планет земного типа потребуется несколько лет.

В зависимости от того, насколько типичны землеподобные планеты (то есть планеты, радиус которых колеблется от половины до двух радиусов Земли) для нашей Вселенной, ученые рассчитывают отыскать их от 50 до нескольких сотен.

О скорости прогресса

Астрономы обнаружили первую планету за пределами Солнечной системы совсем недавно – в 1995 году. Сейчас таких планет известно больше трехсот, а еще через три года мы узнаем, как часто среди экзопланет встречаются планеты земного типа. Наконец-то у ученых и просто любителей порассуждать о том, "есть ли жизнь на Марсе", появятся фактические данные, которые можно использовать при составлении прогнозов. И хотя окончательного ответа на вопрос о нашем одиночестве во Вселенной Kepler не даст, он сможет заметно усилить вес доводов за или против.

Обсудить
Наука и техника00:02Сегодня
Вывоз ракеты-носителя «Союз-ФГ» для установки на стартовом столе

С протянутой рукой

«Роскосмос» полетит на американских батутах, пытаясь заработать на других странах
01:4820 сентября
Арабы на выход: курды проголосовали за независимость
Референдум навсегда изменил Ближний Восток
«Пришли русские и всех нагнули»
Курды отомстили мертвому Саддаму на избирательных участках
Ангела Меркель Без свастик
Немецкие ультраправые впервые с 1945 года оказались у власти
Падший дьявол
Неуловимый наркобарон основал культ убийц и варил человеческие мозги в котле
Виталик БутеринСюрприз от Виталика
Кто убьет традиционную экономику
Пирамида изгоев
Кому выгодна смерть биткоина
День пенсионного единства
ПФР поднимает уровень знаний о пенсионной системе по всей России
Жить будем
Россияне обнищают, зато не умрут с голода
Носом чую
Фекалии стали выгодным бизнесом
Золото непризнанной республики
Почему Приднестровье сделало ставку на биткоин
Альтернатива есть
На смену неэффективной системе теплоснабжения придет альткотельная
Открытые инновации
В технопарке «Сколково» встречают шестой форум инновационного развития
Московская история Х
Влюбленные нацисты подгоняли украинские стволы русским националистам
Никита БелыхРобин Гуд из Кировлеса
Обвиняемый во взятке экс-губернатор Белых убеждает суд в своем благородстве
Салам, «Москва»!
Крупнейший торговый центр столицы стал ареной для разборок гастарбайтеров
Поели как люди: убийц-расчленителей задержали в Краснодаре
Они хранили фрагменты тел в холодильнике и, возможно, ели своих жертв
Посыпали пеплом
Необратимая катастрофа навсегда изменит жизнь на Земле
Вывоз ракеты-носителя «Союз-ФГ» для установки на стартовом столеС протянутой рукой
«Роскосмос» полетит на американских батутах, пытаясь заработать на других странах
Перед парадом вермахта и Красной армии в Бресте«Появилась бы "бандеровская Украина" под контролем Германии»
Зачем Сталин подружился с Гитлером и устроил парад Красной армии с вермахтом
Порошок, уходи
Землю ждет вторжение инопланетян и уничтожение Солнца: обзор Destiny 2
«Поеду, куда позовут»
История жителя Набережных Челнов, переехавшего жить на Кипр
Ангелы и демоны
Похищение девочки рассорило мафию, масонов и Папу Римского
Дети шпионов
Секретные гаджеты ЦРУ и КГБ
Своими руками
Увлекшийся сдачей спермы американец собрал всех своих детей
Машины, которые вы никогда не увидите
7 ну очень редких машин, встретить которые в пробке практически невозможно
Тест: узнай машину без «одежды»
Попробуйте опознать автомобили, у которых нет кузовных панелей
Классическая история
Душевные ролики про самые красивые спорткары XX века
«Мерседес», выдыхай!
Как сделать седан S-класса намного шире и не вызвать ни у кого подозрений