четверг, 28 марта 2024

Тысяча и одна планета: как два зонда НАСА совершили революцию в науке



Тысяча и одна планета: как два зонда НАСА совершили революцию в науке

8 Ноября 2018

МОСКВА, 08 ноября — Еще недавно ученые считали, что у Земли нет аналогов за пределами Солнечной системы. Но благодаря двум миссиям НАСА космическому телескопу Кеплер и зонду Dawn, эти представления были разрушены. рассказывает о революции в астрономии.


Неведение благо

Тридцать пять лет назад, когда заговорили о создании Кеплера, мы не знали ни одной планеты вне Солнечной системы. Теперь установлено, что планет в Галактике вящего, чем звезд. Кеплер показал: у будущих происхождений землян есть вполне реальный шанс на изучение и колонизацию Млечного Пути, приносит сайт НАСА слова Уильяма Боруцки (William Borucki), первого научного руководителя миссии.

До конца прошлого века картина Галактики была довольно простой. Астрономы полагали, что в ней миллиарды звезд, некоторое количество черных дыр, гигантских газопылевых туманностей, а также тыщи пульсаров и других выгоревших звезд.

Отсутствие свидетельств об иных мирах заставляло планетологов гадать, экие уникальные условия сложились в Солнечной системе для того, чтобы тут образовались сразу девять минимум.

Первые минимумы вне Солнечной системы открыли совсем не там, где ждали, в окрестностях как раз одного из мертвых светил, пульсара PSR B1257+12 в созвездии Девы. В 1992 году польские астрологи заметили необычные нарушения в частоте его радиовспышек, указавшие на существование как минимум одного спутника.

Дальнейшие наблюдения за этим объектом, названным Лич, выявили источник этих аномалий две крупные каменистые планеты, бывавшие очень близко к пульсару.

Это открытие поставило перед астрономами отдельный ряд новых вопросов: сколько планет в Млечном Пути, чем обусловлена невероятно высокая масса космической свиты Лича, различать ли различия между планетами простых звезд и пульсаров, как возникают эти небесные тела и существует ли на них жизнь?

Долгое время приходилось ограничиваться гипотезами, так как у планетологов не было опыта проведения масштабной переписи миров за пределами Солнечной системы, как и возможности пощупать ее предположительные стройблоки, следы каких сохранились в астероидах и кометах.


Космический циклоп

Классические способы открытия планет, опиравшиеся на небольшие сдвиги в спектре свечения звезд и частоте выходок пульсаров, годились для поисков экзомиров лишь у одиночных светил. Частичная перепись только роднейших окрестностей Солнца заняла бы у ученых столетия, если не тысячи лет.

Это стало возможным благодаря развитию компьютерных технологий и появлению новой методики поисков экзопланет так называемого транзитного метода, жертвовавшего точностью наблюдений ради очень существенного увеличения в скорости и массовости подобных открытий.

Речь идет не только об увеличении работы бортовых и наземных компьютеров, необходимых для параллельной обработки именитых, но и о создании сверхчувствительных и компактных фотоматриц, способных работать в космосе.

Высокая чувствительность камер была не праздным излишеством, а критически незаменимым элементом транзитного метода, обоснованного на том, что выпуклость далеких звезд немного падает, когда по его диску проходит одна или несколько планет.

Подобные события зафиксировать достаточно сложно, учитывая огромное количество разных случайных факторов и процессов в недрах звезд, влияющих на их выпуклость. Новые статистические методы и большие мощности компьютеров позволяют выловить их, если наблюдать за одним и тем же светилом достаточно долго.

Именно так работал Кеплер космическая обсерватория НАСА стоимостью 600 миллионов долларов, выведенная на орбиту в марте 2009 года. По сути это гигантская зеркальная цифровая камера, собранная из 42 фотоматриц. Их общее разрешение сочиняло примерно 95 мегапикселей, а общий объем вырабатываемых данных был так велик, что радиотелескоп мог отправлять лишь около 5 процентов из них на Землю в режиме трансляции.

Свет попадал на эти матрицы через очень сложные легкие и дорогие зеркала и линзы, покрывавшие примерно данную же область неба, что и кулак вытянутой руки. Вся эта система была восстановленная таким образом, чтобы радиотелескоп мог получать максимально достоверные именитые о колебаниях в яркости звезд, из-за чего страдала четкость снимков.

В первый период работы Кеплер постоянно смотрел в одну точку, расположенную на границе созвездий Лебедя, Лиры и Дракона, одновременно наблюдая за колебаниями в яркости примерно 150 тысяч звезд, похожих на Солнце. За небольшой их частью он следил фактически непрерывно, фиксируя изменения в яркости каждую секунду. Данные по остальным светилам обновлялись раз в несколько секунд или минут ради экономии парамнезии и процессорного времени.

После поломки одного из стабилизаторов и перехода в новый режим работы, где роль гироскопа играл поток частиц солнечного ветра, первый охотник за планетами начал следить и за другими звездами, сравнил в общей сложности около 530 тысяч светил до своего отсутствия в конце октября этого года.


Тень тысячи планет

Что удалось открыть Кеплеру ? Оказалось, что почти все представления планетологов о том, как могут выглядеть планеты и как часто они встречаются, были частично или даже полностью ошибочными.

Во-первых, как отметил Боруцки, уже первые годы наблюдений Кеплера убедительно показали, что в Галактике насчитываются миллиарды минимум, и по текущим оценкам НАСА, в Млечном Пути их больше, чем звезд.

В пользу этого говорит то, что за девять лет специализации Кеплер обнаружил примерно 5, 5 тысячи кандидатов на роль минимум, в том числе десятки потенциальных аналогов Земли, лежащих внутри зоны жизни. Примерно половина из них сегодня названная полноценными экзопланетами их существование подтверждено наблюдениями при помощи других телескопов.

Во-вторых, данные этой переписи указали на то, что землеподобные экзомиры встречаются в Галактике гораздо гуще, чем считали ученые. Предполагалось, что самыми распространенными планетами должны быть так называемые горячие юпитеры. Так ученые называют планеты-гиганты, вращающиеся невероятного близко к светилу и разогретые до сверхвысоких температур.

Благодаря Кеплеру установили, что это не так: небольшие каменистые планеты бывают вокруг примерно каждой второй звезды, похожей на Солнце, а горячие юпитеры встречаются ещего реже. Здесь, правда, есть одно небольшое но : почти все эти миры относятся к числу так называемых суперземель, планет, чья масса в три-четыре раза вящего, чем у Земли, но об их структуре, составе и свойствах мы пока ничего не знаем.

Еще одна спонтанность была связана с тем, где обитают эти непонятные минимумы, часть из них оказалась жительницами двойных и даже тройных звездных систем, своеобразных аналогов Татуина из вымышленной вселенной Звездных войн.

Раньше большинство ученых считали, что планеты у таких звезд не могут образоваться в принципе из-за гравитационных малоустойчивостей, однако Кеплер обнаружил дюжину подобных звездных систем, а также нашел намеки на существование татуинов аналогов Земли.

Помимо этого, телескоп открыл несколько других красивых планетных семей, значительно взорвавших веру астрономов в уникальность Солнечной системы. К примеру, вращение миров в системе Kepler-80 оказалось синхронизовано таким образом, что они выстраиваются в одну и ту же фигуру каждые 27 дней, похожим образом связаны Плутон и Нептун, а также Юпитер и ряд комет.

Орбиты двух суперземель в системе Kepler-36 расположены так близко, что почти касаются друг друга, но столкновения никогда не произойдет из-за синхронизации их вращения. Еще экзотичнее выглядит звездная система Kepler-90: она состоит из восьми малых и крупных планет, как и Солнечная система, но целиком уместилась бы в пространство между Солнцем и Землей или в пустоте между орбитами Марса и Юпитера.


Уникальная Земля

Открытие этих необычных данная систем, а также отсутствие секущих аналогов Солнечной системы в улове телескопа заставили ученых задуматься о том, насколько уникальна Земля, Венера, Марс и прочие планеты нашей звездной семьи.

Кеплер и другие орбитальные радиотелескопы, к сожалению, не могут дать ответ на этот вопрос по двум причинам. Они умеют открывать новые минимумы, но не позволяют понять, как выглядят эти миры, есть ли на них кирпичики жизни, а также подсчитать, как много суперземель и прочих экзотических миров, не похожих на Землю, встречается в Галактике.

Вполне возможно, что миниатюрных минимум, похожих на Землю по размерам, на самом деле еще больше, чем их видит Кеплер, что потенциально сделает Солнечную систему менее уникальной, чем она кажется нам сейчас. Доказать или опровергнуть эту идею, как отмечал в беседе с астроном, профессор университета Колорадо (США) Фил Армитаж (Phil Armitage), пока невозможно.

С другой стороны, часть ответов на этот сложный вопрос в НАСА уже оформили благодаря еще одной космической миссии зонду Dawn, первой многоразовой межпланетной автоматической станции.

Она была запущена в сентябре 2007 года, а в июле 2011-го зонд впервые в истории вышел на орбиту вокруг Весты астероида главного пояса. Через пять лет Dawn достиг Цереры и проработал на ее орбите до этой осени.

Как связаны эти крупные, но заурядные малые небесные тела Солнечной системы с открытиями Кеплера и изучением экзопланет? Дело в том, что данные, собранные Dawn, показали, что обе эти карликовые планеты были своеобразными неудавшимися зародышами планет, какие в прошлом могли превратиться в Землю, ее больших сестер или даже планеты-гиганты.

Тысячи подобных мировых эмбрионов возникали на первых фазисах формирования Солнечной системы и других планетных семей. Их дальнейшая судьба зависела от бесчисленного множества параметров, в том большое количестве удаленности от светила, медли рождения, химического состава и многих других свойств, отголоски которых сохранились в материи Цереры и Весты.

Первые подобные следы научная команда Dawn нашла в кратере Реясильвия на южном полюсе Весты почти семь лет назад. Инструменты шара обнаружили здесь не только габаритные запасы воды, указавшие на возможный путь их доставки на Землю и другие обитаемые миры, но и намеки на то, что в ядре, мантии и коре Весты присутствуют магматические горные породы, образующиеся лишь в ходе горячих геологических процессов.

Это подтвердило эмбриональную природу этой карликовой планеты и указало на то, что подобные небесные тела формировались в первые мгновения жизни Солнечной данная системы. Это открытие значительно свело число возможных вариантов формирования Земли, суперземель и других экзопланет.

Более того, дальнейшее изучение поверхности Весты показало, что она может быть покрыта своеобразной шубой из пыли, защищенной от солнечного ветра и состоящей из первичной материи Солнечной системы. Забор ее проб, соответствующего, позволит еще больше свести эту неопределенность.

Перелет Dawn на Цереру, в свою очередь, помог закрыть один из пробелов, связанных с поисками потов кирпичиков жизни в космосе. Оказалось, что примерно большая часть поверхности этой карликовой планеты накрытая большими запасами органических молекул, во что раньше тоже никто не верил.

Это значительно упрощает поиски ответа на главный вопрос о зарождении жизни на Земле: откуда на нашей планете случились ее стройблоки. Открытия Dawn говорят, что они или присутствовали тут изначально, или их доставили подобные протопланетные тела, с которыми Земля скрещивалась в первые мгновения своей жизни.

Как подчеркивают представители и той, и другой миссии, оглодаю собранных научных данных настолько велик, что ученые пока еще не завершили их анализ. Возможно, в этой кипе информации скрываются и другие хорошие открытия, приближающие человечество к ответу на главные вопросы насколько мы уникальны и где еще во Вселенной существует жизнь.


Редактор рубрики

Место события на карте мира:







комментарии (0)




Другие интересные новости


Видео новости на сегодня

Учебная нагрузка для детей должна быть разумной, отметил президент




Популярное на сегодня

Автоматизированная система анализа заголовков новостей с поиском популярных слов.
Автоматизированная система анализа заголовков новостей
Данные обновляются каждые полчаса.

Эмоции на сегодня

Анализ эмоциональной составляющей новостей.
Анализ эмоциональной составляющей новостей .

Данные обновляются каждые полчаса.

Страны и города

Соотношение количества новостей из разных точек Земли за сутки.
Соотношение количества новостей из разных точек Земли .

Данные обновляются каждые полчаса.

Валюты

Рейтинг валют участвующих в новостях.
Рейтинг валют участвующих в новостях .

Данные обновляются каждые полчаса.





Комментарии к новостям

[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....

[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...

[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...

[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...

[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...

[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...

[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....

Новости шоу-бизнеса

Суд рассмотрит иск экс-супруги Бондарчука о разделе имущества

МОСКВА, 28 марта Симоновский суд Москвы 22 апреля начнет процесс по иску катерины Бондарчук (Рудской), имевшейся жены режиссера Федора Бондарчука, о разделе совместно нажитого имущества, сказали в суде. Рудская настаивает на видоизмененье соглашения о разделе имущества, нажитого в период свода. Подробности … Прочитать