Телескоп - Кеплер - займеться пошуком екзопланет, що блукають » The Universe Times
Останнім часом астрономи досягли великих успіхів у пошуках планет за межами нашої Сонячної Системи, так званих екзопланет. Якщо говорити мовою цифр, то лише за останні 20 років було виявлено понад 2000 екзопланет і ще більше числиться як можливі кандидати. Більшість екзопланет, які вдалося розглянути вченим, дуже близько розташувалися до своєї рідної зірки. Один рік на таких тілах триває протягом годин, днів та тижнів. Є деяка кількість і таких об'єктів, які розташовуються на орбітах навколо своїх зірок на такій відстані, як і Земля від Сонця. Але як бути з тими світами, орбіта яких розташована значно далі, як. наприклад, у Юпітера та Сатурна? А існують ще екзопланети, що вільно переміщаються, самостійні, які не мають у себе під боком рідної зірки. За фактом, деякі дослідження припускають, що кількість таких блукаючих планет може бути навіть більшою, ніж зірок у нашій Галактиці.
Нещодавно, в рамках роботи з місії K2, яка полягає в особливому режимі функціонування апарату «Кеплер», що вийшов з ладу, із застосуванням наземних обсерваторій, стартував глобальний експеримент зі спостереження екзопланет. Мета його огляд мільйонів зірок у напрямку центру Чумацького Шляху у пошуках екзопланет на віддалених орбітах та блукаючих між зірками. Справа в тому, що всі методи пошуку екзопланет, що добре зарекомендували себе на сьогоднішній день, заточені на їх пошуки біля зірки. Зовнішні області планетарної системи залишаються досі переважно незвіданими. Але, вчені мають особливий метод, який добре підходить для пошуків саме тих об'єктів, які невідомо як і де переміщуються в космічному просторі. Цей метод називається гравітаційним мікролінзуванням.
Гравітаційне мікролінзування
Ілюстрація ефект гравітаційного мікролінзування. Коли екзопланета проходить і натомість зірки, її гравітація змушує світло від цієї зірки переломлюватися. У деяких випадках можна спостерігати невелике збільшення світності. Джерело: NASA Ames/JPL-Caltech/T. Pyle
Для проведення робіт з цього експерименту астрономи цілком покладаються всім добре знайому фундаментальну силу природи — гравітацію. Гравітаційний вплив масивних об'єктів, таких як зірки та планети може істотно впливати на інші сусідні об'єкти. Але це не важливо. Гравітація також впливає і рух світла, змушуючи його відхилятися чи деформуватися, що він проходить у безпосередній близькості до масивним об'єктам. Цей ефект вигину може змусити гравітаційну силу діяти як лінзу, що концентрує світло віддаленого об'єкта, як і лупа зосереджує у точці світло від Сонця. Саме цей ефект вчені добре навчилися використовувати у своїх інтересах. Вимірюючи світло віддалених зірок у пошуках хоч невеликого збільшення світності, можна говорити, що воно було викликане об'єктом, як планета, яка пройшла між об'єктивом телескопа та зіркою заднього плану. Цей метод і може показати приховані досі екзопланети.
«Нам випала унікальна можливість скористатися потужностями місії K2 та дослідити екзопланети за допомогою гравітаційного мікролінзування. Це один із найфантастичніших астрономічних експериментів десятиліття», — Стів Хоуелл, координатор проекту «Кеплер» та місії K2 у Науково-дослідному центрі Еймса.
У назві мікролінзування використовується корінь «мікро», тому що кут, який відхиляється світловий потік, дуже маленький. З метоюВиявлення саме такого ефекту вчені та «Кеплер» працюватимуть протягом наступних трьох місяців. Як уже говорилося раніше, коли екзопланета проходитиме перед зіркою заднього плану, її гравітація змусить спотворитися світло зірки, що в деяких випадках може призвести до короткого збільшення світності. Такі події мікролінзування тривають близько одного-двох днів, тому можливість безперервно спостерігати за зіркою за допомогою «Кеплера» є справді унікальною. Водночас наземні обсерваторії також спостерігатимуть виявлене явище. Так як вони розташовані в різних частинах нашої планети, то ці спостереження дозволять визначити місце розташування об'єкта, що лінзує, за допомогою техніки, що називається паралаксом.
«В даний час ми маємо унікальну можливість для K2 та наземних обсерваторій, щоб провести спеціалізований широкий огляд мікролінзованих об'єктів у напрямку центру нашої Галактики. Цей перший у своєму роді огляд є хорошим обґрунтуванням для майбутньої місії WFIRST, яка намічена на 20-ті роки», - Пол Герц, керівник підрозділу астрофізики в NASA.
Управління "Кеплером"
У рамках глобального спостереження за екзопланетами місія телескопа "Кеплер" K2 буде об'єднана з потужностями наземних обсерваторій на шести континентах. Це дозволить відстежити мільйони зірок у напрямку Чумацького Шляху. А за допомогою гравітаційного мікролінзування вчені спробують виявити екзопланети, розташовані на далеких орбітах навколо своїх зірок. Ця зв'язка обсерваторій дозволить заглядати вглиб удесятеро далі, ніж раніше. На ілюстрації показана зразкова область дослідження. Джерело: NASA Ames/W. Stenzel та JPL-Caltech/R. Hurt
Космічний апарат суворо слідує за Землеюу міру того, як наша планета обертається довкола Сонця. Його об'єктив щодо Землі нерухомий, тому спостереження за зірками та екзопланетами відбуваються в міру зміни сезонів на Землі, коли вона йде на інший бік від Сонця. А у зв'язку з тим, що «Кеплер» завжди дивиться щодо свого руху, то певна частина неба не може одночасно спостерігатися з Землі, оскільки наземні обсерваторії знаходяться на денній стороні.
Спостереження із Землі
Для того, щоб гарантовано досягти намічених цілей цього новаторського дослідження та здійснення обґрунтування місії WFIRST у роботу включено приблизно дві дюжини наземних обсерваторій на шести континентах. Кожна сприятиме реалізації різних аспектів експерименту та допоможе дослідити розподіл екзопланет у діапазоні різних зоряних систем.
Отримані результати допоможуть нашому розумію як архітектури планетарних систем, так і частоти поширення екзопланет у всьому Чумацькому Шляху. Повний список обсерваторій, що беруть участь в експерименті, можна знайти в статті за посиланням. Астрономи стверджують, що під час 80-денного періоду спостереження вдасться виявити більш ніж сто подій мікролінзування, з яких у десяти або трохи більше можуть бути виявлені характерні ознаки екзопланет.