Техника - молодёжи 2001-02, страница 17

Такое изображение позволит уточнить орбитальные характеристики планеты, ее массу, температуру поверхности, наконец, ее диаметр. И, разумеется, оно будет иметь неоценимое символическое значение (не угадываем, а видим!).

Но эта методика применима только к «юпитерообразным» газовым гигантам, которые сейчас начинают открывать десятками. Астрономы же мечтают об открытии, а затем и наблюдении «святого Грааля» экзопланетологии — внесол-нечных планет, схожих с Землей. В противоположность предыдущей группе, они будут маленькими, плотными, с твердой скальной поверхностью, вероятно — атмосферой. Короче — более или менее похожи на Меркурий, Венеру, Землю, Марс, Плутон, а также (почему бы и нет?) на Луну, Ио, Европу, Титан, поскольку эти спутники такие же крупные и сложные, как сами планеты.

Хотя еще никто не знает, существуют ли такие где-нибудь за пределами Солнечной системы, NASA и ESA (Европейское космическое агентство), каждое, со своей стороны, создают футуристические приборы, способные вести детальные наблюдения этих планет, и не только анализировать их гипотетические атмосферы, но даже... уточнить третий сомножитель формулы Дрейка, обнаруживая на них признаки жизни! С обоих берегов Атлантики, возражая на то, что они-де опережают события, ученые утверждают, что когда эти гигантские космические телескопы покинут Землю — в период 2015 — 2020 гг. — большинство экзопланет в нашем маленьком уголке Млечного Пути уже будут обнаружены.

Американский проект так и назван — «Искатель земных планет» (Terrestial Planet Finder, TPF), европейский — именуется «Дарвин». В реальности оба настолько похожи трудностями технической разработки и стоимостью, что, вполне возможно, со временем сольются в один крупный международный проект.

Сегодня «Дарвин» мыслится как гигантский космический интерферометр, то есть сеть из пяти телескопов по 1,5 м в диаметре, размещенных в пространстве по 50-метровой окружности. Комплекс эквивалентен телескопу с 50-метровым зеркалом, чего вполне достаточно для выделения экзопланет из света их материнской звезды. Интерферометр должен наблюдать звезды в инфракрасном диапазоне, на длинах волн от 6 до 18 мкм, но и в нем различие световых потоков настолько незначительно, что увидеть экзопланету напрямую невозможно, наблюдается лишь специфическая интерференционная картина.

Чтобы обнаружить планету, «Дарвин», медленно вращаясь вокруг своей оси, направленной на изучаемую звезду, будет модулировать слабый сигнал планеты по отношению к светлому фону.

Как и основанный на тех же оптических принципах TPF, «Дарвин» во многом необычен и амбициозен. Чтобы суметь обнаружить чрезвычайно слабый блеск планет земной группы (астрономы называют их светилами тридцатой звездной величины, то есть в 10 млрд раз слабее видимых невооруженным глазом) —

находят естественных процессов, за исключением биологических, которые производили бы и высвобождали его в таком объеме.

Что же потом? На сегодня «Дарвин» видится самым точным и самым сложным оптическим инструментом из ког-да-либо спроектированных. Если он успешно выполнит свою миссию — найдет планеты, похожие в той или иной степени на Венеру, Марс или Землю, то, вероятно, их исследование станет в ряд крупнейших научных проблем следующего тысячелетия. Но даже с помощью «Дарвина» экзопланеты предстанут только в виде маленьких светящихся точек — желтых, красных или голубых...

Конечно, слетать туда и посмотреть на месте — задачка посложнее. И астрономы начинают думать о том, как исследовать внесолнечные планеты издалека, то есть отсюда.

А почему бы и нет? Планеты Солнечной системы, видимые невооруженным глазом в виде простых разноцветных точек, предстают подлинными пейзажами со сложными атмосферными системами при наблюдении их в телескопы всего лишь несколько метров в диаметре. Сегодня можно создать то, что французский астроном и оптик Антуан Лабейри окрестил «гипертелескопами». Эти инструменты способны показать удаленные экзопланеты так же четко, как телескопы наших высокогорных обсерваторий позволяют нам видеть Марс, Юпитер, Сатурн или Нептун.

Экзопланеты находятся в миллион раз дальше от Земли, чем Марс или Юпитер. Однако законы оптики нерушимы: они гласят, что разрешение (то есть четкость

Швейцарские астрономы Мишель Мэй-ор (слева) и Дидье Келоз были первыми, кто открыл миры вокруг других звезд. В конце 1995 г. в обсерватории в Верхнем Провансе они наблюдали планету у звезды 51 PEG (созвездие Пегаса), похожей на наше Солнце.

блеск, скрытый в светящемся ореоле их звезд, «Дарвину» потребуются исключительные условия для наблюдения: например, его невозможно разместить на околоземной орбите, как «Хаббл». Поэтому астрономы предполагают вывести этот прибор на орбиту Юпитера, в 800 млн км от Солнца.

Прибыв на место после пятилетнего путешествия, «Дарвин» сможет начать свою миссию, продолжительностью, как предполагается, тоже в пять лет. Предстоит настоящая «охота», рискованная с научной точки зрения, поскольку интерферометр просканирует около двух сотен звезд, похожих на Солнце и наиболее близких к нему, но у астрономов нет полной уверенности в том, есть ли там объект поиска!

Работа потребует большого терпения, поскольку «Дарвин» будет оставаться нацеленным на каждую звезду, занесенную в его каталог, в течение земных суток. За год исследователи получат статистические оценки числа планет земной группы, существующих в нашей Галактике. В своей инфракрасной области наблюдения «Дарвин» будет практически чувствителен только к излучению планет земной группы, которые расположены, как и Земля, на расстоянии от 100 до 300 млн км от своей звезды и атмосферы которых излучают при температуре, близкой к 0°С. Экзопланетологи надеются, что «Дарвин» сумеет обнаружить несколько десятков «сестер» Земли.

А потом «Дарвину» предстоит выполнить главную часть своей миссии — проверить одну за другой наиболее интересные из найденных планет, в надежде найти ту, что будет как две капли воды похожа на нашу Землю.

Исключаются планеты со скалистой поверхностью, без признаков атмосферы, слишком горячие или слишком холодные. Больше всего астрономов интересуют планеты, расположенные, по возможности, в «обитаемой зоне», то есть там, где вода может существовать в жидком состоянии. Для этой цели гигантский интерферометр будет снова нацелен на «лучшие кандидатуры», и его спектрометр с высоким разрешением начнет долгий анализ.

«Дарвин» будет наблюдать каждую перспективную экзопланету в течение нескольких недель — вплоть до месяца для самых бледных из них. По программе экзобиологов, сначала необходимо обнаружить в атмосфере такой планеты углекислый газ. Затем ученые будут искать в спектрах следы жидкой воды. И конечно, создатели «Дарвина» надеются найти среди данных интерферометра спектральные полосы, многообещающие для жизни, — полосы кислорода.

Кислород, как известно, составляет 21% земной атмосферы. Биологи полагают, что он был произведен в результате фотосинтеза в растениях. Это подтверждается тем, что кислород практически отсутствует в атмосферах других планет Солнечной системы, и ученые не