Все эти звезды находятся настолько далеко, что пока свет от них достигнет нас, пройдут тысячи лет.
Мы смотрим не только вдаль, но еще и в прошлое. При этом ничто не может путешествовать быстрее света. То есть, даже если это прошлое, есть ли смысл так к этому относиться? Думать, что той или иной звезды может уже не существовать. Ведь что бы там не произошло, мы точно сможет узнать не позже, чем это сможет хоть как-то на нас повлиять. Если на условном Альтаире из созвездия Орла произошел какой-то катаклизм, который может нас всех уничтожить, мы узнает об этом не раньше, чем через 17 лет.
Что мы знаем о Вселенной, видя ее невооруженным взглядом? Звезды… И что дальше? Планеты на орбитах других звезд обнаружить чрезвычайно тяжело, они намного более мелкие и намного более тусклые. Так откуда же мы вообще знаем, что они существуют? Дело в том, что для обнаружения чего-либо вовсе не необязательно видеть это своими глазами.
Экзопланеты – планеты, находящиеся вне солнечной системы. Существует несколько способов их обнаружения.
Метод Доплера
Если планета имеет массу не менее чем несколько земных, а также находится вблизи своей звезды, то она ее немного раскачивает, благодаря своему гравитационному полю и это позволяет нам обнаружить, так называемое, доплеровское смещение спектра.
Если эта система ведет себя подобным образом, это о многом говорит.
Мы можем вычислить период обращения планеты вокруг звезды, а также эксцентриситет орбиты.
*Минутка аналитической геометрии. Эксцентриситет – это мера вытянутости эллипса. Чем ближе эксцентриситет к нулю, тем ближе эллипс к окружности*
Эксцентриситет орбиты характеризует ее вытянутость. То есть, используя метод доплеровской спектроскопии, мы в состоянии понять, как именно выглядит орбита планеты. Мы также можем определить нижнюю границу значения ее массы.
Транзитный метод
Помните, что такое солнечное затмение? Это явление, когда Луна частично или полностью закрывает солнце от наблюдателя. Похожим образом работает транзитный метод (метод транзитной фотометрии).
При прохождении планеты на фоне звезды, уменьшается ее светимость. С этим методом у нас есть возможность оценить размеры планеты. А если комбинировать его с методом Доплера, можно оценить даже плотность экзопланеты.
Это два основных метода поиска экзопланет. Есть и другие, но число планет, обнаруженных с их помощью, едва переваливает за пару десятков. Так что инструментарий у нас весьма ограниченный, даже, несмотря на то, что, казалось бы, на сегодняшний день уже открыто почти 4 тысячи экзопланет.
Несмотря на это, оценки плотности, благодаря которым можно понять, к какому типу принадлежит планета, существуют только для нескольких сотен из них.
Плотность имеет важное значение. Если у планеты низкая плотность, то, очевидно, это газовый гигант, если плотность высокая, то скорее всего – это каменистая планета.
В 1996 году американские астрономы опубликовали доклад, где обсуждалось будущее астрономии, это случилось через год, после того как была открыта первая экзопланета у звезды похожей на Солнце. Это конечно будоражило научное сообщество. Ведь это означало что где-то там может быть мир, похожий на Землю.
Но это была не единственная проблема, которая волновала астрономов тогда и волнует сейчас. Именно поэтому в этом докладе они обратились к НАСА с просьбой создать телескоп на смену Хабблу, который решал бы некоторые из этого проблем, а также занимался поиском и подробным изучением экзопланет.
Вау! Получить ответы на столько вопросов, используя только одну технологию, звучит весьма многозадачно.
В 1990 году шаттл Discovery STS-31 вывел на орбиту телескоп Хаббл, благодаря ему мы имеем более миллиона снимков планет, звезд, галактик, туманностей. Самый знаменитый его снимок:
.jpg)
Выглядит впечатляюще и неудивительно, что многие пытаются привязать к ним некий мистический смысл. На деле – это скопление газа и пыли, примерно в семи тысячах световых лет от Земли. Внутри этих скоплений формируются молодые звезды. Эти башни разогреты радиоактивным излучением звездных зародышей. Но одновременно они разрушаются сильным ветром близлежащих массивных звезд.
Благодаря данным полученным с Хаббла, мы имеем тысячи работ астрономов десятки тысяч статей в научных журналах, но судя по всему эра Хаббла подходит к концу.
Так что же представляет из себя телескоп, который придет ему на смену? Телескоп нового поколения. И чем он будет отличаться?
Свет от объектов на небе, которые находятся близко друг к другу, замывается, проходя через атмосферу, а звезды мерцают, из-за постоянных турбулентных движений воздуха. Именно из-за этого телескопы ставят как можно выше в горах и запускают в космос.
Ученые придумали еще один интересный лайфхак. *сейчас будет немного сложно*. Мы светим мощным лазером в небо, на высоте 90 км он возбуждаем атомы натрия и у нас загорается искусственная звезда. Специальная система анализирует мерцание этой искусственной звезды. Специальные моторы, встроенные в телескоп, как бы «вычиттают» атмосферу, меняя форму зеркала.
Именно поэтому делать еще более крупный Хаббл в космосе нам не нужно.
Наша атмосфера прозрачна для оптического диапазона, но непрозрачная для многих других. И вот тогда ученые решили «А давайте мы сделаем телескоп инфракрасным”. Почему? Ну, во-первых, ответы на многие актуальные вопросы современной астрофизики лежат именно в инфракрасной области, во-вторых, в нашей Галактике довольно много космической пыли, она находится прямо в плоскости Галактики и не пускает к нам свет от центральных областей, мы не можем видеть ни центр нашей галактики, ни то что находится на другом ее конце. A тут, имея мощный инфракрасный телескоп, мы пронзаем пространство потому, что пыль поглощается в инфракрасном диапазоне гораздо хуже.
Телескоп решили сделать инфракрасным.
В 2002 году он получил название в честь Джеймса Уэбба, руководителя НАСА в период с 1961 по 1968 год. То есть, в то самое время, когда реализовывалась программа «Аполлон», целью которой была пилотируемая высадка на Луну. Но самые главные ответы мы должны получить на вопросы о раннем развитии и, возможно, даже о рождении нашей Вселенной.
По материалам Артура Шарифова.
Напоминаем Вам, что в нашем журнале "Наука и техника" Вы найдете много интересных оригинальных статей о развитии авиации, кораблестроения, бронетехники, средств связи, космонавтики, точных, естественных и социальных наук. На сайте Вы можете приобрести электронную версию журнала за символические 60 р/15 грн.
В нашем интернет-магазине Вы найдете также книги, постеры, магниты, календари с авиацией, кораблями, танками.
