Европейские астрономы стремятся лучше исследовать экзопланеты и с этой целью строят новые телескопы. Одним из них станет PoET, расположенный в Чили, другим — орбитальная обсерватория PLATO.
Поиск пригодных к жизни экзопланет
Среди миллиардов галактик и звезд во Вселенной известно только одно место, где существует жизнь, — Земля. Однако надежда найти другие живые миры побуждает ученых использовать все более продвинутые методы в своих поисках. Несмотря на каталогизацию примерно 6 000 экзопланет, реплика Земли — планета, подобная размеру, вращающаяся вокруг звезды, похожей на наше Солнце, в подобной нам позиции — еще не была обнаружена. Это не из-за отсутствия усилий. Скорее это отражает сложности, с которыми сталкиваются исследователи.
Хотя ученые обнаружили каменные планеты, подобные по размеру Земле, вокруг меньших красных карликов, планеты вокруг звезд, похожих на Солнце, гораздо труднее обнаружить, поскольку они кажутся относительно меньшими на фоне более ярких звезд-хозяев. Однако новый телескоп может помочь исследователям в этом поиске. Это открывает возможность расширить наши представления о потенциально пригодных для жизни мирах в Галактике. Мы знаем, что Земля имеет оптимальный размер и расположена на правильном расстоянии от своей звезды-хозяина, чтобы поддерживать воду и жизнь. Могут ли существовать подобные условия и в других частях Вселенной?
Преодолеть «шум» звезд
Доктор Нуно Сантуш, ведущий португальский астрофизик и главная движущая сила в исследовании экзопланет в Европе, возглавляет команду исследователей, разрабатывающих новые инструменты для наблюдений. Они помогут преодолеть препятствия, созданные этими далекими горящими «солнцами».
Одним из главных препятствий является «шум», который создают звезды, подобные нашему Солнцу. Бурная плазма и сменные магнитные поля на их поверхностях порождают ряд явлений в звездных атмосферах, включая темные пятна и шаблон «зернистости», похожий на кипение воды. Это скрывает слабый сигнал, что указывает на переход планеты перед своей звездой.
«Если посмотреть на поверхность Солнца, оно напоминает кастрюлю с кипящей водой, усыпанную более темными и более светлыми участками, — сказал Сантуш. — Главная проблема в том, что мы на самом деле не понимаем, как диагностировать этот шум, исходящий от звезды». Сантуш и его команда, базирующаяся в Институте астрофизики и космических наук в Португалии, создают новый телескоп под названием PoET — Paranal Solar Espresso Telescope. Этот компактный инструмент, имеющий всего 60 см в диаметре, отправляется в Чили, где будет работать рядом с Очень большим телескопом (VLT) Европейской южной обсерватории, расположенным на горе в пустыне Атакама.
Вместо того чтобы отслеживать планеты вокруг далеких звезд, PoET сосредоточится на нашем собственном Солнце, анализируя шум, возникающий вследствие грануляции и связанных процессов. Солнечный телескоп будет подключен к другому космическому прибору, расположенному в Чили, под названием ESPRESSO — Эшелевский спектрограф для скалистых экзопланет и стабильным спектроскопическим наблюдениям. Он специально разработан для того, чтобы разделять свет звезд на разные цвета и изучать планеты, вращающиеся вокруг далеких светил.
Это позволит получить детальный спектр химических элементов, поступающих от Солнца, и проследить, как они меняются вследствие движений на его поверхности. Эти данные помогут астрономам точнее отфильтровывать «шум» в наблюдениях за другими звездами, подобными Солнцу, что облегчит обнаружение далеких, похожих на Землю планет.
Новые перспективные телескопы ЕКС
Наблюдение с PoET ожидается начать до конца 2025 года и продолжать в течение трех лет. Телескоп использует оптическую конфигурацию, чтобы блокировать все, кроме той изучаемой части Солнца. PoET будет проводить дневные наблюдения с помощью ESPRESSO, которым дистанционно управляет Сантуш из Порту. Ночью ESPRESSO возвратится к основной роли в составе VLT.
Эта подготовительная работа особенно важна, поскольку Европейское космическое агентство готовится к своей миссии PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars), запуск которой запланирован на 2026 год.
Космический телескоп PLATO будет использовать 26 камер для поиска вращающихся вокруг миллиона звезд планет, сосредотачиваясь на землеподобных мирах вокруг светил, похожих на Солнце. Его инструменты будут измерять радиус каждой планеты, что позволит ученым определять ее плотность и состав — даже на расстоянии сотен или тысяч световых лет. Уменьшение звездного шума с помощью PoET будет чрезвычайно важно для PLATO для осуществления точных измерений. «Мы должны найти способ избавиться от этого шума, чтобы иметь возможность полностью использовать данные будущей миссии PLATO, — сказал Сантуш. — Наши надежды и ожидания заключаются в том, что PoET научится достаточно, чтобы мы могли снизить шум до необходимого уровня».
Перспективы наблюдений новыми телескопами
PoET существует благодаря поддержке Европейского исследовательского совета (ERC).
Работа команды Сантуша придает Европе важную роль в мировом поиске подходящих для жизни миров, а миссии типа PLATO обещают захватывающие новые открытия.
Если все будет по плану, PoET может предоставить результаты до середины 2026 года, предлагая важные данные для PLATO после его запуска. В будущем такие миссии, как Habitable Worlds Observatory NASA, ожидаемая в 2040-х годах, и следующий крупный европейский телескоп, сдача которого планируется к 2030 году, попытаются непосредственно получить изображения некоторых потенциально пригодных для жизни планет, обнаруженных PLATO, и будут искать признаки жизни. Но прежде астрономы должны выяснить, сколько таких миров существует и где их можно найти.
Телескопы типа PoET и PLATO расширят границы возможного в исследовании космоса. Их развитие углубит наше понимание Галактики и поможет открыть новые сведения о потенциальной жизни далеко за пределами Земли.
По материалам phys.org
