Один из лучших телескопов («Кеплер») ушёл на пенсию. Итоги миссии

Kepler_Space_Telescope Пришло время подвести итоги важной миссии телескопа Кеплера, давшей абсолютно новые представления об экзопланетах.

Телескоп «Кеплер», основной целью которого является поиск экзопланет (планет вне Солнечной системы — у других звёзд), подобных Земле, был запущен 7 марта 2009 года.

Телескоп получил своё имя в честь немецкого математика и астронома, открывшего законы движения планет.

12 мая 2013 года телескоп «Кеплер» вышел из строя. У аппарата возникли технические проблемы: произошла поломка двигателя-маховика № 4 гиростабилизированной платформы, что повлекло за собой нестабильную ориентировку аппарата в пространстве. Бортовой компьютер перешел в «безопасный режим». С августа попытки вернуть телескоп к работе прекращены.

Планеты, в отличие от звезд, не излучают собственный свет, а их отраженный свет настолько слаб, что увидеть его можно лишь в исключительных случаях. Поэтому для поиска экзопланет ученые преимущественно используют два косвенных метода — допплеровский (основан на обнаружении смещения звезды вокруг общего с планетой центра массы) и транзитный (фактически сводится к поиску тени планеты).

С помощью доплеровского метода можно обнаружить планеты с массой не меньше нескольких масс Земли, расположенные в непосредственной близости от звезды, и планеты-гиганты с периодами обращения примерно до 10 лет. Планета, обращаясь вокруг звезды, как бы раскачивает её, и мы можем наблюдать доплеровское смещение спектра звезды: если звезда удаляется, ее свет смещается в красную область, если приближается — в синюю. На оптический спектр практически не оказывает влияния атмосфера, поэтому «ловить планеты» допплеровским методом можно с Земли при помощи обычных телескопов.

Транзитный метод (метод транзитной фотометрии) основан на анализе интенсивности света (блеска) звезды, а не спектра. Это способ обнаружения экзопланет, основан на наблюдениях за прохождением планеты на фоне звезды. Он позволяет определить размеры, а в сочетании с методом Доплера — плотности планет. Также даёт информацию о наличии и составе атмосферы. Но телескоп, охотящийся за экзопланетами транзитным методом, должен быть выведен не только за пределы атмосферы, но и за пределы окрестностей Земли, которая в противном случае будет мешать прибору своим постоянно меняющимся отраженным светом.

Именно поэтому «Кеплер» стартовал на гелиоцентрическую орбиту, похожую на орбиту самой Земли. Большая удаленность обусловила исключительную чувствительность прибора. Обсерватория вращается вокруг Солнца и нацелена на определённый участок неба — вдоль касательной к нашему рукаву галактики, по направлению к её центру.

глубина кеплер
keplerjpg
За время своей работы «Кеплер» накопил так много данных, что на их полный анализ уйдет еще несколько лет.

Джеффри Марси из Калифорнийского университета в Беркли (США) и его коллеги проанализировали общий массив данных по звездам, за которыми «Кеплер» наблюдал с 2009 года. Изучая их свойства при помощи специальной компьютерной программы TERRA, ученые пытались понять, насколько часто возникают «двойники» Земли в их окрестностях.

Как отмечают исследователи, в подготовленный этим алгоритмом каталог вошли свыше 42 тысяч звезд и 603 планеты, и десять из них по своим размерам аналогичны Земле и при этом находятся в пределах «зоны жизни». Сравнив их с другими планетами, которые «нашла» TERRA, ученые с удивлением обнаружили, что «двойники» Земли должны часто встречаться у звезд, похожих на Солнце.

Так, по их расчетам, аналоги Земли должны существовать у каждой пятой звезды (22%), чья масса и спектральные характеристики не отличаются от солнечных. Для сравнения, планеты-гиганты вроде Юпитера встречаются рядом с ними гораздо реже — всего в 1,6% случаев. Поэтому, ближайшая к нам планета, на которой может существовать жизнь, должна присутствовать всего в 15 световых годах от Солнечной системы.

Этот факт не только значительно увеличивает шансы на присутствие внеземных очагов жизни во Вселенной, но и добавляет аргументов в пользу строительства наследников «Кеплера», таких как телескоп TESS, который будет запущен в 2017 году, заключают планетологи.

диаграмма кеплер

В понедельник на конференции в Центре НАСА имени Эймса, посвященным итогам работы «Кеплера», Натали Баталья (Natalie Batahla) представила итоги обработки данных, собранных аппаратом за 34 месяца работы.

За этот срок «Кеплер» обнаружил 3,55 тысячи планет-кандидатов, обращающихся вокруг 2,66 тысячи звезд, 22% звезд имеют больше одной планеты. Более 600 планет имеют размер близкий к земному или меньше.

При этом 104 планеты-кандидата находятся в «зоне жизни» — на таком расстоянии от своей звезды, где на их поверхности может существовать жидкая вода, что считается важнейшим критерием пригодности для жизни. При этом 24 планеты из этого числа имеют радиус меньше двух радиусов Земли.

«Около 50% звезд-карликов спектрального класса М имеют планеты радиусом меньше 2 радиусов Земли в зоне жизни», — отметила Баталья.

Согласно современным данным, красные карлики — звезды примерно вдвое меньше и холоднее Солнца — составляют около трех четвертей «населения» Галактики.

Выполнил ли «Кеплер» свою миссию? С формальной точки зрения — да, причем еще в ноябре 2012 года, по завершении изначально назначенных трех с половиной лет работы. Финансирование расширенной миссии было продлено до 2016 года, и нет сомнений, что было бы продлено и дальше — если бы только телескоп продолжал работать (для охлаждения матриц устройства не использовались сжиженные газы, поэтому он мог работать очень долго).

Гораздо важнее, однако, тот факт, что «Кеплер» коренным образом изменил представление астрономов об экзопланетах. Дело в том, что, находясь в Солнечной системе и не имея информации о других планетах, астрономы не знают, насколько наша планетарная система особенная и насколько распространены планеты, подобные нашей. Вопрос уникальности Земли влияет на самые разные области знания — от обычной астрофизики до космологии и антропного принципа.

Благодаря данным «Кеплера» теперь мы точно знаем ответ: таких планет, как Земля, и планет, лишь немного превосходящих ее по массе, существует огромное количество.

Источники: РИА новости, Лента.ру

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *