25 Мая 2018
МОСКВА 04:27
бЕРН 03:27
$ 57,08
€ 67,29
Premium
Sponsors
2381

Стефан Удри: обитаемые планеты мы сможем обнаруживать уже через 50 лет


Стефан Удри: обитаемые планеты мы сможем обнаруживать уже через 50 лет

На прошлой неделе в созвездии Кассиопеи была обнаружена ближайшая к Земле экзопланета класса «суперземля». По оценкам NASA, планета HD 219134b в 1,6 раза превышает Землю по объёму, но для жизни она не пригодна.

Стефан Удри – профессор астрофизики, возглавляющий кафедру астрономии университета Женевы, и один из первооткрывателей HD 219134b, дал интервью руководителю представительства «Россия сегодня» в Швейцарии Елизавете Исаковой. Стефан Удри рассказал о том, почему обнаруженная планета интересна в научном отношении, существуют ли шансы в самом скором времени найти двойника Земли и почему для этого надо знать массу планеты.

– Расскажите более подробно о том, как была обнаружена экзопланета в системе Кассиопея и о том, почему она представляет такой огромный интерес в научном плане.

– Обнаруженная система интересна во многих отношениях, но в первую очередь это касается использования метода транзитной фотометрии (способ обнаружения экзопланет). Суть этого метода следующая: находящаяся на внутренней орбите планета во время своего прохождения перед звездой «прячет» свет от звезды и создаёт небольшое затмение – благодаря этому мы получаем «намёк» на величину планеты и её радиус. Мы измерили колебания положения звезды, которые вызываются взаимодействием с вращающейся вокруг неё планетой, и вычислили её массу и плотность. Плотность этой планеты сравнима с плотностью Земли.

Второй важный момент заключается в том, что в этой системе существует четыре планеты. На внутренней орбите есть три небольших, массой в 10 раз меньше Земли, а на внешней орбите располагается один газовый гигант.

Третий момент в том, что данная система – ближайшая к нам, она располагается на расстоянии в 21 световой год. Ближайшая звезда, имеющая систему планет – это Проксима Центавра со своей системой Проксимы Центавра, находящаяся на расстоянии 3 световых года. Вторая наиболее близкая система находится на расстоянии в 6 световых лет, а третья – 21 световой год.

Возможно, именно благодаря такому расстоянию она является одной из самых ярких звёзд на небе. Тем не менее, нужно обладать огромной удачей, чтобы рассмотреть эти затмения и рассмотреть, как планета передвигается перед звездой. Достаточно проанализировать вероятность происхождения таких событий, чтобы понять, что это ближайшая система, где нам удалось увидеть астрономический транзит, при помощи которого можно измерить плотность планеты в сравнении с Землёй.

– Все четыре планеты, обнаруженные в этой системе, являются экзопланетами, или только HD 219134b?

– Все они являются экзопланетами, вращающимися вокруг одной звезды. В систему входит 3 планеты класса «суперземля», одна из них проделывает оборот вокруг звезды за 3 дня, вторая – за 7 дней, а третья – за 46 дней. Четвёртая гигантская планета обращается вокруг звезды более чем за 1000 дней.

– Обнаруженные планеты могут быть пригодны для жизни?

– Нет. Планеты, перемещающиеся по внутренней орбите, находятся очень близко к звезде. Если судить по плотности, температура там составляет около +700° С. Скорее всего, обнаруженная планета страдает от гравитационных полей из-за близкого расположения к звезде. Это сплошные вулканы и пылающая лава. Эта планета, совершенно не пригодная для жизни, очень похожа на ад, каким мы привыкли себе его представлять.

– Возможно ли существование жизни на других планетах этой системы?

– Существует две основных техники, которые позволяют обнаруживать пригодные для жизни планеты, особенно малые. Это лучевая скорость и транзитная фотометрия.

Первый метод заключается в том, что нужно измерить скорость, с которой изменяется расстояние между звездой и планетой. Это позволяет вычислить массу планеты. Благодаря этой технике мы смогли определить несколько планет, на правильном расстоянии вращающихся вокруг звёзд, похожих на Солнце, и обладающих правильной температурой для того, чтобы на их поверхности могла существовать жидкая вода. Такие планеты принято называть жизнепригодными. Но огромную роль играет и атмосфера, например, если она отсутствует, то планета совершенно не пригодна для жизни. Или если на планете атмосфера густая, как на Венере, то создаётся эффект парника и на поверхности создаётся более высокая температура. Чтобы получить хотя бы намёк на жизнепригодность, мы должны знать массу и плотность планеты – это позволит нам разобраться, есть ли там большая атмосфера или нет.

При помощи обеих методов, лучевой скорости и транзитной фотометрии, было выявлено несколько кандидатов в обитаемой зоне звёзд. Но таких планет-кандидатов, которые были бы выявлены одновременно при помощи обеих методов, у нас нет.

Современная наука претерпела существенные изменения, был создан спектрограф нового поколения, позволяющий очень чётко определять скорость звезды и обнаруживать в пределах обитаемой зоны звезды подобные Земле планеты. Этот спектрограф называется «Эспрессо». Уже в следующем году он будет установлен на Очень Большой Телескоп (ОБТ) (VLT, Very Large Telescope) в Чили. ОБТ – это целый комплекс из объединённых в единую систему четырёх 8,2-метровых оптических телескопов, который построен и управляется Европейской южной обсерваторией.

Своё открытие мы хотим проверить и подтвердить при помощи метода транзитной фотометрии, а для этого нам нужно выйти в космос. В Европейском комическом агентстве ведутся разработки космического телескопа «Хеопс», предназначенного для поиска и изучения экзопланет. Возглавляют эти разработки учёные Швейцарии. Конечная цель этих работ – провести наблюдения за транзитом известных планет, чтобы хорошо рассмотреть транзитную кривую. Благодаря этому мы сможем более точно высчитать радиус планеты и её плотность.

Спустя 10 лет ЕКА запустит в действие космический телескоп PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars), позволяющий обнаруживать звёзды среднего класса. При помощи этого телескопа будет осмотрена большая часть оранжевых и жёлтых карликовых планет.

Основная идея в том, чтобы на одной яркой звезде объединить все существующие техники обнаружения планет. Чтобы на одном объекте можно было получить всё: радиус, вес, плотность. Мы на верном пути, проект успешно развивается, и любой, даже самый маленький шаг в нём очень важен.

НАСА на минувшей неделе сделало заявление, что космический телескоп «Кеплер» обнаружил перемещение чего-то, большего Земли, перед звездой, похожей на Солнце. Это ещё одна планета, находящаяся в обитаемой зоне звезды. Но мы имеем только размер этой планеты – она в 1,6 раз больше Земли. При помощи лучевой скорости нам удалось обнаружить другого кандидата, но мы знаем только его вес. Мы сможем узнать намного больше, когда будем иметь обе характеристики.

– Тогда вы сможете сказать, существует ли на планете атмосфера?

– Да, именно так.

– Каким был вклад Швейцарии, и в частности, вашего института астрономии в открытие HD 219134b?

– Ещё 12 лет назад мы провели разработку спектрографа ЕКА, получившего называние HARPS. Из всех существующих сейчас измерителей скорости звезды, а соответственно, и веса малых планет в системе, HARPS является самым точным.

Так как мы хотим совместить методы лучевой скорости и транзитной фотометрии, то, чтобы иметь возможность повторно изучать звёзды, обнаруженные при помощи телескопа «Кеплер», мы создали копию HARPS. Звёзды эти очень дальние, поэтому работа очень сложная. Но существует несколько довольно ярких, и мы можем приступить к изучению их плотности.

Швейцария руководит консорциумом, обнаружившим систему вокруг звезды в созвездии Кассиопеи. Когда мы обнаружили эту систему, то заметили, что одна планета совершает свой трёхдневный астрономический транзит. Мы предположили, что это астрономический транзит и попросили провести наблюдение телескопом «Спитцер» NASA. Как выяснилось, планета и правда совершала транзит. Это и был результат, о котором мы заявили.

– Получается, что именно вы открыли эти планеты?

– Да, именно мы обнаружили планетарную систему, а для подтверждения астрономического транзита мы применили телескоп «Спитцер». Под «мы» я подразумеваю консорциум HARPS-N, возглавляемый Женевой. Это международное сотрудничество, у нас есть коллеги в Великобритании, Португалии, Италии. А Женева – центр этого сотрудничества потому, что именно здесь 30 лет назад мои коллеги Мишель Майор и Дидье Кело обнаружили первую экзопланету. С того времени мы работаем над усовершенствованием нашего инструментария, чтобы иметь возможность выявлять планеты с меньше массой.

В данное время мы занимаемся строительством спектрографа нового поколения для ОБТ «Эспрессо». Сейчас телескоп находится в нашем здании, мы проводим всевозможные тесты, и планируем заниматься этим до конца года. Хочется верить, что спустя год в новый телескоп уже можно будет наблюдать небо. Установят его на восьмиметровый телескоп в Чили.

На нас также лежит ответственность за телескоп «Хеопса» на Земле, а ещё – за измерение массы звёзд и планет-кандидатов, которые выявит PLATO. Ведь без массы невозможно вычислить плотность планеты и невозможно достигнуть цели всей миссии. Следовательно, именно мы несём ответственность за оба метода: лучевой скорости и транзитной фотометрии.

– Вы сказали о том, что консорциум международный. Сотрудничаете ли вы с Россией?

– Швейцария принимает участие в космических исследованиях главным образом на платформе ЕКА. Это инфракрасная космическая обсерватория (орбитальный космический телескоп) ISO. Россия в этой программе участия не принимает, поэтому прямого сотрудничества по этим темам у нас нет. Но мои коллеги в Женеве сотрудничают с РФ в области астрофизики, а коллеги в Берне сотрудничают с РФ в сфере исследования Солнечной системы.

– «Эспрессо» приступит к работе через год, а что вы надеетесь с его помощью обнаружить? Вы сможете устанавливать лишь массу планеты?

– Масса имеет огромное значение. Знать только размер совсем недостаточно, поскольку существует огромное количество космических тел величиной с Землю. Среди них и звёзды-карлики, пребывающие на исходе своей жизни. Также масса имеет огромное значение для установления гравитации. А гравитация, в свою очередь, имеет решающее значение для обнаружения атмосферы. Поэтому, чтобы изучать атмосферу, нужно знать массу планеты.

Главное в этом случае – понимать строение планеты в целом. Когда мы обнаружим планету в пределах обитаемой зоны звезды, нам нужно быть полностью уверенными в том, что мы правильно поймём все данные и сможем установить её ландшафт. Именно масса является ключевым параметром для планеты, но вместе с тем, одно только знание массы планеты нам не поможет.

Следующим шагом будет обнаружение планет-кандидатов – это поможет определить характеристики атмосферы. Когда осуществляется астрономический транзит, то можно наблюдать свет звезды, проходящий в нашу сторону через атмосферу планеты. На свет звезды влияет почерк химического состава в атмосфере, поэтому мы намерены посмотреть на химический состав атмосферы. Это очень незначительный сигнал, но мы можем его обнаружить.

Пока что мы можем определить это лишь с огромными планетами – это намного легче из-за того, что у них большая атмосфера. Мы проделываем это с Земли, пользуясь четырёхметровыми телескопами. В Европе и Америке сейчас проводятся разработки нового поколения гигантских телескопов, имеющих размер в 40 метров. Уже через 10 лет они должны быть доступными для нас. И вот тогда мы сможем оценивать характеристики атмосферы даже небольших планет.

Может быть, при применении схожей технологии, нам удастся получать данные об атмосфере планет-кандидатов при помощи космического телескопа «Джеймс Вебб» из космоса.

Следующим шагом будет прямая визуализация при помощи космического телескопа. Но это уже в гораздо более далёком будущем.

– То есть, можно утверждать, что есть все шансы на обнаружение планеты, похожей на Землю?

– В этом я твёрдо уверен. Если изучить статистику по данным орбитального космического телескопа «Кеплер», то становится понятно, что он постоянно изучает 150 тысяч звёзд и планет, проходящих перед этими звёздами. Естественно, без знаний об их массе нам сложно что-либо говорить, но у нас хотя бы есть предположения, сколько таких планет существует. Мы думаем, что в обитаемых зонах возле таких звёзд как Солнце, число небольших планет составляет 20-25 %.

– Существует ли возможность того, что во Вселенной мы не одни?

– Я могу сказать о существовании планет, а ели говорить о жизни на них – это уже другой вопрос. Хотя я верю в то, что она существует, ведь все главные составляющие жизни – атомы, кислород, водород – сформированы в звёздах. И эти элементы должны присутствовать везде. Но развитие жизни – процесс очень сложный, и не всегда в его результате жизнь может зародиться.

В этом случае я говорю не о разумной жизни. Я говорю просто о жизни.

Если мы проведём анализ химического состава атмосферы планеты, то мы будем искать и биологические следы. Например, кислород и озон, присутствующие на Земле в очень больших количествах. И озон, и кислород производятся жизнью – если с планеты полностью исчезнет жизнь, через несколько миллионов лет в атмосфере не останется кислорода. В астрономии такой промежуток времени является очень коротким.

Я считаю, что у нас появятся возможности для того, чтобы можно было обнаруживать потенциально жизнепригодные планеты, а также планеты, на которых существует жизнь. Я говорю о тех планетах, до которых мы намерены добраться. Но произойдёт это не так уж и скоро – как минимум лет через 50. Но любое открытие, которое мы делаем сегодня – это небольшая частичка, помогающая строить нашу дорогу в будущее.


Оставить комментарий без регистрации
Все поля, отмеченные звёздочкой, обязательны для заполнения
Блоги
1283
"По суворовским местам. Часть первая. Русси."
В последнюю среду августа, как всегда, прошла встреча с Swiss Club Russia, где мне посчастливилось познакомиться еще с новыми людь...
Ольга Кузнецова
Ольга Кузнецова
Клинический психолог
1595
«Грязные танцы»
Америка всегда была пионером в изобретении новых модных танцев будь то тустеп, чарльстон, рок-н-ролл, твист, шейк и проч. Эти самы...
Сергей Венедов
Сергей Венедов
Независимый эксперт, Женева
830
«Отречемся от русского мира…»
Это обыгранное блогерами начало «Рабочей Марсельезы» вызывает в памяти хорошо известную строку из стихотворения Верони...
Сергей Венедов
Сергей Венедов
Независимый эксперт, Женева
1410
«Франкотека» и культурный обмен
"Всероссийская государственная библиотека иностранной литературы имени М.И. Рудомино. Фото: Olga Kuznetsova" 16 июня ...
Ольга Кузнецова
Ольга Кузнецова
Клинический психолог

компании
Издательство "ОЛМА Медиа Групп"
ОАО «Завод «Копир»
Leyat Sarl
ОАО «НИИ «ФЕРРИТ-ДОМЕН»
KIZY TRACKING
Швейцарские часы
все о швейцарских часах
Montblanc Часы Производство в Ле Локль, Швейцария

Партнеры портала