HARPS, CHEOPS или швейцарцы в поисках внеземного разума
«Наука об экзопланетах относится к наиболее быстро растущим областям современной астрономии», - такое заявление можно прочитать на интернет-сайте Астрономического института Кембриджского университета.
Здесь, где в свое время преподавал сам Исаак Ньютон, скоро начнет свою научную деятельность Дидье Квело (Didier Quéloz) – это именно он 17 лет назад открыл планету «51 Peg b», которая стала первым открытым землянами небесным телом класса планет, вращающимся не вокруг Солнца, а вокруг иной звезды.
Произошло это открытие в октябре 1995 года. Тогда Дидье Квело как раз работал над своей диссертацией в области астрофизики. Открытие, которое по своему значению вполне можно было бы приравнять к коперниканскому перевороту в науке, он сделал вместе со своим учителем и ментором Мишелем Майором (Michel Mayor).
С тех пор мы точно знаем, что космос, это не только «бездна, звезд полна», и пространство, заполненное бесчисленным количеством планет, иногда сильно похожих на нашу Землю.
«Универсальность»
«Это не просто своего рода бум или мода. Наука об экзопланетах стала просто настоящим цунами», - искренне рад Дидье Квело. - «Ведь сегодня всем стало ясно, что эта дисциплина выходит далеко за рамки просто астрофизики. Она интересна для геологов, физиков атмосферы, биологов. Мы все работаем в рамках одной большой новой исследовательской темы, которая со временем будет только наращивать свой потенциал и расширяться».
В возрасте 46-ти лет швейцарец Д. Квело покидает свою страну и отправляется в Англию с тем, чтобы работать там в Европе, где «исследование экзопланет принимает совершенно невиданные доселе масштабы». При этом с Женевой он до конца не порывает, здесь остается для него зарезервированной четверть преподавательской ставки.
«Такая «универсальность» идеально соответствует духу университета как научной инстанции», - разъясняет он. Университетская наука позволяет «не оставаться внутри своего пузыря, она мотивирует наводить мосты и сохранять научную динамику, поддерживать научные и студенческие обмены, обмены идеями и планами, реализовывать совместные исследовательские программы. Впрочем, наука всегда была склонна к преодолению всех и всяческих границ».
Д. Квело не просто ждал сложа руки, пока ему поручат, наконец, возглавить в Кембридже группу ученых, занимающихся экзопланетами. 17 октября этого года он выступил соавтором статьи в авторитетном журнале «Nature», в которой излагаются новейшие открытия женевских исследователей. Другими авторами публикации стали, кроме уже упоминавшегося Мишеля Майора, например, Франческо Пепе (Francesco Pepe), создатель и «отец» высокоточного спектрографа HARPS (High Accuracy Radial velocity Planetary Search), установленного на 3,6-метровом телескопе в обсерватории Ла-Силла в Чили, которая является подразделением Европейской южной обсерватории (ESO).
Свою руку к публикации приложил также и Вилли Бенц (Willy Benz) из Бернского Университета, ответственный за разработку космического телескопа HEOPS (CHaracterising ExOPlanets Satellite), который будет изучать транзитные экзопланеты у близких и ярких звезд. Главным же автором стал талантливый докторант Ксавье Дюмюск (Xavier Dumusque), который сегодня находится на той же позиции, какую в 1995 году занимал Д. Квело.
«Пандора» в духовке
Вместе со своими коллегами молодой ученый описывает в статье самую маленькую, но и самую близкую к Земле из всех пока открытых экзопланет.
Что-то подобное ученые давно искали именно в системе Альфа Центавра. Она состоит из трех звёзд и находится от Земли на расстоянии всего в 4,3 световых года (что по чистому километражу все равно составляет солидную цифру в 43 триллиона километров). Именно там, кстати, и разместили авторы фильма «Аватар» свою вымышленную планету «Пандора», всю покрытую, как говорится, «зеленью».
Планета «Alpha Centauri Bb» по размерам лишь немного больше Земли и принадлежит к наилегчайшей весовой категории, особенно на фоне большинства других экзопланет, которые, как правило, являются гигантами масштаба планеты Юпитер. Чем меньше планета, тем вероятнее на ней условия для возникновения органической жизни.
Но проблема в том, что малую планету труднее обнаружить, так как она в меньшей степени воздействует на орбиту или яркость звезды, вокруг которой она вращается. А именно пульсации таких показателей, как яркость, и являются главными признаками наличия у звезд спутников в виде планеты. Для того, чтобы точно обнаружить и зафиксировать существование планеты «Alpha Centauri Bb», потребовались три года точнейших измерений и наблюдений.
Впрочем, шансы на то, что мы сможем обнаружить на этой планете гуманоидных существ или огромные деревья равны практически нулю. Планета совершает полный оборот вокруг своей звезды за 3,2 земных дня, находясь от нее на расстоянии всего лишь в 6 миллионов километров, а это гораздо меньше, чем расстояние от Меркурия до Солнца. Поэтому на поверхности планеты царят поистине адские температуры, при которых камень превращается в жидкую лаву.
Однако астрономы знают, что планеты возникают и существуют большими «семьями». Поэтому не исключено, что недалеко от реальной «Пандоры» находятся и другие планеты, и что система Альфа Центавра обладает целым набором планет. Не исключено также, что и другие звезды имеют свои планетарные системы. Однако чем дальше такая звезда находится от Земли, тем сложнее зафиксировать существование этих систем.
HARPS, CHEOPS и все все все…
В этом смысле земляне еще недавно находились на пределе своих технических возможностей. Однако разработанный швейцарскими учеными спектрограф HARPS стал настоящим Роллс-Ройсом в мире научных приборов.
Эта машина, введенная в строй в 2003 году, способна регистрировать движения звезд, которые по своей скорости медленнее человеческой ходьбы. А этой весной на Канарских островах начал работать ее брат-близнец HARPS-North. Его задача – наблюдать и анализировать небо северного полушария.
Однако метод, при помощи которого спектрография позволяет измерять так называемую лучевую скорость звезд, еще ничего не говорит, о какого сорта планете мы собственно ведем речь. Чтобы выяснить это, необходимо провести наблюдение планеты в момент ее прохода (астрономы говорят тогда о «транзите») на фоне «домашней» звезды. Как раз это и должен будет делать первый швейцарский космический телескоп CHEOPS.
19-го октября этого года Европейское космическое агентство ESA отобрала для реализации именно проект CHEOPS – а всего на рассмотрение было выдвинуто 26 проектов. Телескоп будет, предположительно, запущен в космос в 2017 году и сможет более подробно изучить примерно 500 звезд, о которых точно известно, что они обладают своими собственными планетарными системами.
Однако остается вопрос – что сподвигает ученых исследовать миры, которые находятся так далеко, что никто из никогда их не увидит воочию, не говоря уже о путешествии туда, как в фильме «Аватар»? Для Франческо Пепе, конструктора спектрографа HARPS, главную роль играет «вечное чудо потрясения при виде звёздного неба над головой, преклонение перед бесконечным разнообразием иных миров…».
А что с инопланетной жизнью? Ф. Пепе убежден, что «жизнь на иных планетах не может не существовать, особенно если принять во внимание существование по меньшей мере ста миллиардов галактик, в каждой из которых находится по меньшей мере по сто миллиардов звезд, почти каждая из которых окружена планетными системами. Мир, похожий на земной, обязан существовать при условии такого многообразия».
Пусть эта планета и не была бы точной копией Земли – жизнь на ней тоже могла бы развиться, пусть и при несколько иных условиях. «Кто сказал, что жизнь в ее земной форме – единственный вариант существования жизни вообще? Природа, по счастью, гораздо более изобретательна, чем мы с вами». Но пока все это остается на уровне размышлений. «Мы еще должны найти доказательства этому», - подчеркивает Ф. Пепе.
Не нашел решающих доказательств существования инопланетной жизни и Вилли Бенц, ответственный за проект CHEOPS. Однако и он убежден, что жизнь на других планетах должна быть. «Но пока, правда, мое мнение имеет такой же вес, как и мнение любого прохожего», - подчеркивает он.
«Никому пока еще не удалось воссоздать жизнь в пробирке – даже нам на Земле. Остается, поэтому, открытым, следующий вопрос: возникает ли жизнь сразу при наличии соответствующих условий, или же мы все-таки одиноки во вселенной? И если это так, и мы одиноки, то тогда возникает следующий очень интересный вопрос – а в чем, собственно, смысл жизни?»
|
|