астрономия

NASA выделило грант 2 млн $ на проверку концепции телескопа в гравитационном фокусе Солнца, который сможет наблюдать экзопланеты напрямую.

Что значит напрямую? Это значит получить настоящее фото экзопланеты с разрешением в 25 км на пиксель. Это значит, что можно наблюдать моря, материки, океаны и облака на планете в нескольких световых годах от нас! Напомню, что сейчас мы можем только обнаруживать экзопланеты, по косвенным признакам: периодическое изменение яркости материнской звезды и доплеровское смещение её спектра.

                          

Из этого скудного набора данных выводятся такие параметры планеты как: диаметр орбиты, диаметр планеты, масса, плотность. И дальше уж  делаются предположения о её составе: каменная, ледяная, океанида, газовая и т.п.

Ок, ну и как нам её сфоткать? Как многие наверняка уже слышали, массивные объекты могут гравитационно влиять не только на материальные тела, но так же и на свет. Чаще всего об этом упоминают в связи с чёрными дырами, которые собственно потому и чёрные, что своей гравитацией удерживают этот самый свет на орбите внутри горизонта событий. Гравитация нашего Солнца не идёт ни в какое сравнение с мощью чёрной дыры. Оно не может искривить траектории фотонов до состояния бублика, но вот немного отклонить их, по направлению к себе это запросто. И тут выясняется интересная вещь, если отлететь достаточно далеко от солнца, то можно попасть в точку, где свет, испущенный каким-то объектом позади солнца, в результате отклонения соберётся в… Ну не в точку, но сфокусируется на довольно небольшой площади, около 1,5 км в диаметре.

Таким образом Солнце играет роль эдакого увеличительного стекла. Астрономам  подобные эффекты не в новинку, благо в космосе хватает массивных объектов. Изображение объекта, подвергшееся гравитационному линзированию,  формирует т.н. «кольцо Эйнштейна»  вокруг объекта – линзы.

Восстановить исходное изображение из этой баранки – это чисто вопрос математики и алгоритмов. И, как доказал телескоп горизонта событий, проблемы  для астрономов не представляет.

Любопытно, что в отличие от обычной линзы, у гравитационной нет одной точки фокуса. Стеклянная линза это твёрдый материальный предмет и у него есть вполне определённые размеры. А вот у гравитационной… Гравитационное воздействие ослабевает пропорционально квадрату расстояния. Соответственно, лучи проходящие ближе к объекту отклоняются сильнее и собираются в точку ближе к нему, а у тех, что проходят дальше и фокус тоже дальше. Соответственно мы имеем не одну точку фокуса, а множество, которые образуют фокальную ось. Которая по сути, даже не ось, а цилиндр, раз изображение экзопланеты имеет форму кольца. 

Идея такова. Мы выбираем перспективную, с точки зрения наличия признаков жизни, экзопланету. Высчитываем, где должна начаться и как проходить фокальная ось, в которую собирается свет от этой экзопланеты. И запускаем туда космический телескоп. Начитанный анон сразу скажет: «Стоп. У тебя на картинке указано расстояние до начала этой фокальной оси в 546 а.е, Вояджер-1 сейчас на расстоянии 148,7 а.е., а запустили его 42 года назад. Что, ждать фоток 200 лет?» Это действительно проблема, решать её предлагается использованием солнечного паруса в качестве движителя. Аппарат будет запущен изначально в сторону Солнца. Он должен подойти так близко, как только сможет (около 10 диаметров Солнца), чтобы по-максимуму использовать давление солнечного света, которое ослабевает с расстоянием и на орбите Земли создаёт совершенно мизерную тягу. И уже с низкой околосолнечной орбиты, аппарат начнёт разгон в сторону цели. Предполагается, что на подлёте к орбите Юпитера он достигнет максимальной скорости в 20 а.е. в год.

Достигнув фокальной оси (фокального цилиндра), телескоп будет лететь внутри неё и вести съёмку кольца Эйнштейна интересующей нас экзопланеты и её звезды. Из переданных снимков можно будет восстановить изображение планеты с высоким разрешением. 

Тут правда, тоже придётся помудрить. Раз диаметр фокального цилиндра составляет 1,5 км, аппарат должен не просто двигаться вдоль него, но ещё и маневрировать в пределах его сечения, чтобы тщательно заснять все фрагменты экзопланеты. Ускорить процесс предполагается, послав не один аппарат, а несколько. Чтобы свет Солнца не затмевал тоненькое кольцо экзопланеты на снимках, телескоп будет иметь встроенный коронограф. Правда есть мнение, что с такого расстояния свет от экзопланеты будет полностью перекрываться солнечной короной, которая простирается в космос сильно дальше поверхности Солнца. Т.е. по-хорошему надо лететь не за 546 а.е. а за все 2000 а.е. На таком расстоянии диаметр кольца Эйнштейна будет гораздо больше, а изображение Солнца меньше и они точно не будут перекрываться. Тут остаётся только уповать на то, что мнение ошибочно, а расчёты авторов верны. Я их перепроверить не в состоянии.

Как это часто бывает, сама идея телескопа была выдвинута ещё в середине ХХ века, но только сейчас она заимела шанс на проверку (не на реализацию даже, а на проверку). Финансирование выделено в рамках программы поддержки инновационных концепций – NIAC. Она предназначена для проверки и поддержки самых прорывных и амбициозных идей в области космических исследований. Программа отбора разбита на 3 этапа, на каждом из которых участникам выделяется финансирование, для доработки своих проектов. В настоящий момент распределение участников выглядит так.

I этап 16 участников, получают по 125000$ и 9 месяцев для начального научно-технического анализа

II этап 6 участников, получают по 500000$ и 2 года для дальнейшей проработки

III этап 1 участник – наш финалист, который за 2 года и, как уже было сказано, на 2 млн. должен

разработать миссию – прототип, которая покажет принципиальную возможность достижения заявленных скоростей. Кстати, автор – наш соотечественник Вячеслав Турышев.

полный список участниковВот полный список участников

Статья Вячеслава Турышева, в которой кратко излагается сама идея.

 из которого я взял новость о выделении финансирования.

 с автором проекта Вячеславом Турышевым.

Астрономы получили самые детальные в истории снимки Солнца

Ученые: примерно 100 звезд в небе загадочно исчезли

Десятилетиями наблюдая за звездами и составляя звездные каталоги, ученые замечают объекты, которые внезапно исчезают. Феномен породил многие гипотезы: от экстремальных типов звездной смерти и совершенно новой астрофизики до технологий пришельцев.

Группа исследователей из проекта «Исчезающие и появляющиеся источники за столетие наблюдений» проверила, действительно ли все эти звезды исчезают бесследно.

«Найти исчезнувшую звезду — или звезду, которая появилась из ниоткуда — было бы ценнейшим открытием и, несомненно, означало бы новую астрофизику», — говорит Беатрис Вильярроэль, физик-теоретик из Стокгольмского университета.

Ученые сравнили 600 миллионов звезд в каталоге USNO с коллекцией, созданной системой Pan-STARR Гавайского университета. Данные этих каталогов собирались около 50 лет.

Сперва они обнаружили примерно 151 тысячу кандидатов в «исчезнувшие звезды». Затем это число было сужено до 23,7 тысяч. Оказалось, что многие просто переместились дальше, чем ожидалось.

Команда удалила изображения с дефектами, по поводу которых нельзя было сделать однозначные заключения, а также отсеяла звезды по краям снимков, которые могли оказаться шумом на изображении.

Наконец у исследователей осталось всего около 100 действительно «исчезнувших» звезд, отследить которые не удалось ни в одном из каталогов.

Существует несколько объяснений их исчезновения. Согласно первому, некоторые объекты в космосе иногда вспыхивают достаточно ярко, чтобы их можно было заметить, но затем снова уменьшают яркость на несколько величин. Вторая гипотеза заключается в том, что это лишь «царапины» или шум на снимках. Или же эти звезды могли переместиться на очень далекое расстояние и перестали быть видимыми для телескопов.

Все эти версии нужно будет проверить, прежде чем заявлять об открытии новых необычных звезд, подытожили астрофизики.

Замедляются ли кванты света под действием гравитации Черной Дыры?

Или просто меняют свою траекторию без потери скорости?

Сатурн вышел в рекордсмены по количеству спутников.

Москва. 8 октября. INTERFAX.RU - Юпитер уступил Сатурну первенство по количеству известных спутников в Солнечной системе. Ранее было известно, что у Юпитера 79 спутников, а у Сатурна 62 спутника.

7 октября стало известно, что астрономы под руководством Скотта Шеппарда из американского Института Карнеги обнаружили еще 20 новых спутников вокруг Сатурна. Таким образом, их общее число увеличилось до 82, и этот газовый гигант стал рекордсменом по числу известных спутников. Открытие было сделано с помощью телескопа "Субару" с диаметром зеркала 8,2 м. Он находится на вершине вулкана Мауна-Кеа на Гавайях.

У всех открытых спутников диаметр около пяти километров. У 17 из них ретроградный характер движения по орбите, то есть они движутся вокруг Сатурна в направлении, противоположном вращению планеты вокруг своей оси. Три оставшихся луны вращаются так же, как и Сатурн - в проградном направлении.

Период обращения спутников вокруг газового гиганта - от двух до более трех лет. Один из новых ретроградных спутников – самый дальний из известных спутников Сатурна.

У двух новых спутников угол наклона орбит около 46 градусов - это позволяет их отнести к скоплению внешних спутников, называемым инуитской группой. Эти тела могут являться осколками крупного спутника Сатурна, который разрушился в прошлом. Так же могли возникнуть новооткрытые ретроградные спутники из норвежской группы. У еще одного спутника наклон орбиты около 36 градусов, что делает его схожим с галльской группой внутренних спутников Сатурна. Такие имена скопления спутников получили из мифологии соответствующих народов.

Институт Карнеги запустил конкурс на имена для открытых спутников, он продлится до 6 декабря 2019 года. У спутников должны быть имена в честь гигантов из инуитской, скандинавской и галльской мифологии, в зависимости от их группы.

В настоящее время известно, что у Урана 27 спутников, у Нептуна - 14, у карликовой планеты Плутон - 5. У более десятка тел Солнечной Системы - по два спутника, а одним спутником обладают более сотни небесных тел.

Сурс

Первоисточник на сайте Центра Карнеги

Вчера было объявлено об очень знаменательном открытии.

Астрономы обнаружили воду в атмосфере экзопланеты K2–18b, вращающейся вокруг своей звезды в так называемой обитаемой зоне, которая находится всего в 111 световых годах от Земли. Причем воды на планете, судя по всему, очень много.

Обнаруженная на K2–18b вода в сочетании с благоприятной температурой означают, что на планете может быть жизнь.
Эта планета всего вдвое больше Земли, температура на ней — между 0 и 40 градусами Цельсия — позволяет воде оставаться в жидком состоянии.
K2−18b была обнаружена в 2015 году. Она вращается вокруг красного карлика по имени K2−18 довольно близко, совершая оборот каждые 33 дня. Кроме того, уровни звездного излучения планеты подобны уровням Земли.
Это связано с тем, что 33–дневная орбита расположена в середине обитаемой зоны звезды — не слишком горячей, чтобы жидкая вода испарилась с поверхности, и не настолько холодной, чтобы она полностью замерзла.
Новые космические телескопы в следующие 10 лет, как уверяют ученые, смогут определить, произведены ли содержащиеся в атмосфере K2–18b газы живыми организмами.