Посмотрим, посмотрим.... 

Вспомнил еще одну статейку...

Другие Земли
NASA запустило телескоп для поиска планет земного типа

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.

Даже крупные планеты (на рисунке точка в правой части светила) вызывают незначительные изменения яркости звезды. Изображение с сайта nasa.gov

"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.

В этом участке Млечного Пути телескоп Kepler будет искать экзопланеты земного типа.

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 1992 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.

И плюс к этому:
Миссия Кеплера (Kepler) - поиск планет, похожих на Землю

Есть ли где-нибудь другие миры, похожие на наш, или мы одиноки во Вселенной? Космический летательный аппарат Кеплер (Kepler) НАСА собирается отправиться в беспрецедентное путешествие, которое сможет ответить на эти извечные вопросы. Планируется, что Кеплер будет отправлен в космос с базы военно - воздушных сил на мысе Канаверал, штат Флорида, на борту ракеты-носителя Дельта II (Delta II) 5 марта в 10 час. 48 мин. после полудня восточного поясного времени. Это первая миссия, позволяющая обнаруживать планеты, похожие на Землю - каменистые планеты, которые обращаются вокруг похожих на Солнце звезд в теплой зоне, на поверхности которых может сохраняться вода в жидком состоянии...

"Кеплер является критической составляющей в попытках НАСА обнаружить и изучить планеты, на которых могут наблюдаться условия обитания, подобные земным", - сказал Джон Морзе (Jon Morse), руководитель отдела астрофизики при штаб-квартире НАСА в Вашингтоне.

Миссия будет длиться три с половиной года, исследование охватит более 100,000 звезд, похожих на солнце, в области созвездий Лебедя и Лиры нашей галактики Млечный Путь. Предполагается, что будут обнаружены сотни планет размерами с Землю или больше, движущихся по орбите на разном удалении от своих родительских звезд. Если планеты с размерами Земли распространены в обитаемой зоне (в которой условия благоприятствуют сохранению воды в жидком состоянии), то Кеплер (Kepler) сможет обнаружить множество миров, подобных нашему. С другой стороны, если такие планеты встречаются редко, то Кеплер может не обнаружить ни одной.

Телескоп Кеплер (Kepler) специально спроектирован таким образом, чтобы обнаруживать периодическое изменение яркости свечения звезд, вызванное проходящими перед ними планетами. Некоторые звездные системы ориентированы таким образом, что их планеты проходят перед своими родительскими звездами, если вести наблюдение из какой-нибудь точки Земли. Когда планеты проходят перед звездой (транзит), они вызывают небольшое уменьшение свечения звезды или мерцание: видео 1 MB (мегабайт). Телескоп может регистрировать изменение яркости свечения на 20 миллионных долей.

"Если бы с Кеплера (Kepler) наблюдали за маленьким городком на Земле ночью из космоса, то он смог бы зафиксировать уменьшение яркости фонаря на крыльце, когда кто-нибудь проходит перед ним", - сказал Джеймс Фэнсон (James Fanson), руководитель проекта исследований с участием Кеплера (Kepler) лаборатории по разработке ракетных и реактивных двигателей НАСА в Пасадене (Pasadena), штат Калифорния.

Чтобы выполнить это трудное задание, Кеплер (Kepler) будет использовать крупнейшую камеру из тех, которые когда-либо были отправлены в космос, 95-мегапиксельную матрицу на приборах с зарядовой связью или "ПЗС."

установленная на Кеплере (Kepler) и полностью укомплектованная для работы во время полета в космосе плоская матрица фокальной плоскости с 42 (сорока двумя) ПЗС для проведения исследований и четырьмя ПЗС, размещенными в углах матрицы для обеспечения точного управления.

«Нацелившись» на один важный участок звездного неба в продолжение всего периода его «звездной» жизни, Кеплер (Kepler) сможет вести пристальное наблюдение за планетами, которые периодически проходят мимо своих родных звезд, совершая множество циклов. Это позволит астрономам подтвердить наличие планет. Планеты земного типа в обитаемых зонах теоретически должны затрачивать около года на то, чтобы совершать один оборот вокруг своей звезды, так что Кеплер (Kepler) будет контролировать эти звезды, по меньшей мере, три года, чтобы подтвердить присутствие таких планет. Наземные телескопы и космические телескопы Хаббл (Hubble) и Spitzer продолжат эти исследования на более крупных планетах, которые они смогут увидеть.

"Кеплер (Kepler) - это решающий краеугольный камень в понимании того, какие типы планет образуются вокруг других звезд", - заметил «охотник» на экзопланеты Дебра Фишер (Debra Fischer) из университета Сан-Франциско, штат Калифорния. "Сделанные открытия будут сразу же использоваться для изучения атмосфер крупных газовых экзопланет с помощью телескопа Спитцер (Spitzer). А полученные статистические данные помогут нам наметить курс в правильном направлении, чтобы однажды увидеть светло-голубое пятнышко, так похожее на нашу Землю, обращающееся вокруг другой звезды в нашей Галактике".

Через три года станет ясно, одиноки ли мы во Вселенной

На прошлой неделе начались самые масштабные поиски планет, похожих на нашу Землю

По сообщению NASA, орбитальный телескоп «Кеплер» наконец-то приступил к своим непосредственным обязанностям — поиску в глубоком космосе землеподобных планет. Вообще-то он был запущен еще 7 марта, но два с лишним месяца ушло на то, чтобы инженеры отладили его оптику. Сейчас он висит на высоте 1530 километров над нашей планетой и 3,5 года будет непрерывно наблюдать за 100 тысячами звезд, расположенных между созвездиями Лебедя и Лиры.

«Телескоп будет искать планеты, которые вращаются на таком расстоянии от своего светила, чтобы вода на их поверхности могла бы находиться в жидком состоянии. Это считается одним из главных условий возникновения жизни. “Кеплер” ответит на вопрос, который интересует всех людей на планете. Если будут обнаружены условия для существования иных цивилизаций, то это станет громадным достижением для человечества», — так охарактеризовал проект помощник директора научных программ NASA Эдвард Веллер.

ПОКА ПОПАДАЮТСЯ ОДНИ ГИГАНТЫ

Экзопланетами — так называют все планеты за пределами Солнечной системы — люди интересуются уже давно. Первый такой объект был открыт еще в 1995 году у звезды 51 в созвездии Пегаса. А сейчас в каталоге их насчитывается уже 347.

— Еще в 60-е годы прошлого века считалось, что разглядеть планеты в других системах невозможно, — утверждает старший научный сотрудник Института солнечно-земной физики, директор Астрономической обсерватории ИГУ кандидат физико-математических наук Сергей Язев. — А теперь имеется пять надежных способов поиска таких объектов. «Кеплер» будет использовать самый перспективный — транзитный. Суть заключается в том, что при обращении экзопланеты вокруг своего светила в определенный момент она может оказаться как раз на линии наблюдения «Кеплера». Тогда его аппаратура зафиксирует изменение яркости звезды. Этот метод можно применять и с Земли, но в космосе из-за отсутствия атмосферных искажений он гораздо надежнее.

До сих пор астрономы обнаруживали лишь гигантские объекты, размеры и масса которых в 4 — 10 раз больше, чем у самой гигантской планеты Солнечной системы — Юпитера. Диаметр которого, в свою очередь, в 11 раз больше, чем у Земли. «Кеплер» же сможет разглядеть и планеты размером с нашу.

ЗДЕСЬ ИНОПЛАНЕТЯН НЕТ И НЕ БУДЕТ?

— На планетах-гигантах не может развиться жизнь?

— По крайней мере такая, какую мы себе представляем, нет. В отличие от нашей Солнечной системы, где вблизи светила расположены скромные по размерам планеты, большинство гигантов-экзопланет находятся на очень низких орбитах. Примерно 30 процентов из всех открытых ближе к своему солнцу, чем наш Меркурий. Такие планеты принято называть «горячими юпитерами». У многих из них, наверное, есть атмосфера, но:

температура на поверхности: 1000 — 1300 градусов выше нуля;

из-за взаимодействия магнитных полей звезды и планеты там бушуют постоянные магнитные бури;

не исключено воздействие выбросов раскаленной плазмы светила.

Может ли там возникнуть жизнь? Сомневаюсь.

— Но вы сказали, что близко к звездам расположены только треть открытых планет…

— На большинстве условия еще хуже. Они тоже подходят очень близко к своим звездам, но обращаются вокруг них по очень вытянутым орбитам — получается этакий гигантский эллипс. В одно время на них условия, как на «горячих юпитерах», а потом они отдаляются от звезды, на поверхности царит адский холод: 100 — 200 градусов ниже нуля. Кто выдержит такие условия? По крайней мере на Земле нет существ, которые выжили бы при перепаде температур в 1000 — 1500 градусов.

Впрочем, среди экзопланет встречаются и «нормальные» гиганты, которые не слишком близки к звездам и вращаются по круговой орбите. На них, как и на нашем Юпитере, жизнь ожидать трудно. Но вот на их спутниках — возможно. Например, ученые подозревают, что нечто живое может обитать на Европе — луне нашего Юпитера.

— Известно, что у многих звезд планет нет вовсе. Есть ли шанс, что в тех системах, где уже обнаружены гиганты, «Кеплер» найдет еще и «шарики» — аналоги нашей Земли?

— Вероятность очень мала. В Солнечной системе все планеты «чинно» ходят по кругу, и благодаря этому на всех более-менее постоянные климатические условия, да и столкнуться друг с другом они не могут. Аналог нашей Земли у другой звезды также должен обращаться по кругу. Но если тут же есть планета с сильно вытянутой орбитой, то за миллиарды лет существования этой планетарной системы пути гиганта и «земли» обязательно бы пересеклись. И при столкновении от последней не осталось бы и следа. Так что, похоже, все пока известные нам звездные системы с планетами непригодны для жизни.

СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА УНИКАЛЬНА. ПОЧЕМУ? НЕИЗВЕСТНО

— Выходит, что поиски планет в дальнем космосе пока приносят астрономам лишь разочарования?

— Вовсе нет. Появилось столько новых данных, что приходится полностью переписывать теорию образования планетных систем. Например, никто не понимает, почему вблизи светил вращаются самые крупные планеты — в Солнечной системе все наоборот. Возможно, гиганты образуются вдали от звезды, а потом приближаются к ней. Но как это происходит и почему они потом не падают на свое светило — неизвестно.

Во-вторых, удалось выяснить, что все звезды, у которых есть свои системы, образовались примерно 4 — 5 миллиардов лет назад. Как и Солнечная система. То есть в Галактике образование планет произошло как бы «в один момент». Почему?

И в-третьих: теоретически доказано существование гигантских планет — межзвездных скитальцев. Не вдаваясь в математические расчеты, скажу, что у некоторых открытых объектов, двигающихся по вытянутым орбитам, очень велика вероятность за счет скорости и массы преодолеть притяжение своей звезды и улететь в космос. Возможно, в Галактике такое происходило уже неоднократно. И гипотетически можно предположить, что некий «летучий голландец» может на гигантской скорости ворваться в нашу Солнечную систему уже завтра. Конечно, он пронзит ее насквозь, не останавливаясь, но не попадется ли ему на пути одна из наших планеток?

— Выходит, Солнечная система уникальна?

— Пока да. Возможно, поэтому мы как разумные, да и вообще живые создания существуем именно в этой системе. Телескоп «Кеплер», который «осмотрит» около 100 тысяч звезд, должен будет дать ответ: уникален ли наш «дом»? Или же то, что мы пока не наткнулись на схожие с нашей системы, лишь случайность? Кстати, «Кеплер» будет использовать и спектральные методы поиска в атмосферах экзопланет компонентов, указывающих на присутствие жизни. Будем ждать от него вестей.