Непридуманные космические истории

В большинстве своем эти миры слишком далеки, чтобы их можно было увидеть при помощи телескопа. И «Кеплер» тоже не может на самом деле «видеть» планеты. Вместо этого он проводит поиск экзопланет при помощи специальной техники под названием «транзитный метод». Когда планета совершает транзит, то есть проходит перед своей звездой с нашей точки зрения, она перегораживает путь малому количеству звездного света, можно сказать, происходит мини-затмение. Тот же эффект мы можем наблюдать у себя в Солнечной системе, когда, глядя с Земли, видим прохождение Меркурия или Венеры по диску Солнца.

Но планеты очень малы по сравнению со звездами, поэтому количество света, который они могут затмить, очень небольшое, особенно если учесть то, что и эти звезды, и экзопланеты находятся очень далеко от нас. Тем не менее «Кеплер» способен обнаружить самые ничтожные «подмигивания», регистрируя изменения в яркости звезд вплоть до точности 20 частей на миллион. Что это означает? При том что «Кеплер» ведет наблюдения за 165 000 звездами одновременно, астрономы говорят, что его титаническая работа выглядит, как если бы некто смотрел на ночное шоссе, заполненное машинами, с расстояния в несколько миль и оказался бы способен обнаружить блоху, проскочившую на фоне фары одного из автомобилей. И, чтобы подтвердить достоверность наблюдения, необходимо увидеть эту блоху еще как минимум один раз – так ученые убеждаются, что обнаружение не было случайной ошибкой.

Вдобавок, изучая информацию о блеске звезд, ученые могут определить размер планеты, период ее обращения по орбите и даже температуру поверхности, чтобы оценить, есть ли у нее шансы оказаться обитаемой.

На большинстве автоматических космических аппаратов имеется по несколько научных инструментов, но на «Кеплере» инструмент всего один – он называется фотометр. Это слово складывается из таких частей, как «фото», то есть свет, и «метр», что означает измерение, так что суть работы «Кеплера» объяснить просто – он меряет яркость звезд, но не просто так, а с очень большой точностью. Фотометр состоит из телескопа и одной из самых больших фотокамер, когда-либо запускавшихся в космос, – 95-мегапиксельного массива ПЗС[42].

«Кеплер» наблюдает область неба угловым охватом в сто квадратных градусов, что эквивалентно по размеру двум поставленным бок о бок «ковшам» Большой Медведицы. Этот богатый звездами участок неба располагается между созвездиями Лебедь и Лира, и, по оценке, количество наблюдаемых звезд в нем достигает 14 млн, причем некоторые из них удалены на расстояния до 3000 световых лет. Участок представляет собой идеальные угодья для «охоты» на планеты.

Поскольку «Кеплер» находится в космосе и не имеет дела с облачностью или сменой дня и ночи, как наземные телескопы, он может постоянно, не отрываясь, следить за одним и тем же полем звезд, чтобы отслеживать любые изменения яркости каждой из тысяч звезд на этом участке. В отличие от космического телескопа «Хаббл», который обращается по околоземной орбите, телескоп «Кеплер» был отправлен на околосолнечную орбиту, практически совпадающую с орбитой Земли, но сам аппарат находится в такой ее точке, что как бы следует за Землей по ее орбите с некоторым отставанием. Расстояние от Земли до телескопа «Кеплер» составляет 96 млн км.

Район неба вблизи созвездия Лебедя, выбранный как поле для изучения в проекте «Кеплер». Источник: NASA

Космический телескоп «Кеплер» предназначен для сбора общей информации об экзопланетах в целом. Ученые с его помощью находят отдельные планеты, но и учитывают количество и разновидности экзопланет, обнаруженных в определенном районе, чтобы экстраполировать эту информацию на всю Галактику. Это похоже на то, как работают опросы общественного мнения, когда небольшое количество опрошенных людей служат представителями взглядов гораздо более многочисленного слоя общества.

Обнаруженные «Кеплером» кандидаты в экзопланеты проходят дополнительную проверку: астрономам требуется убедиться, что они действительно нашли планету, а не какой-то другой тип объекта, например маленькую звезду, которая может оказаться похожей на планету. Источник: NASA, Научно-исследовательский центр имени Эймса / В. Штенцель

– «Кеплер» – это статистический проект, – объясняет Натали Баталья. – Мы проводим обзор планет в отдельно взятой области неба за один проход, чтобы понять «планетную демографическую картину» для всей Галактики и определить, какая часть из всех звезд обладает планетами.