В новом выпуске программы StarTalk астрофизик Нил Деграсс Тайсон и его коллега из Принстонского университета Гаспар Бакош обсуждают современные методы поиска экзопланет, эффективность малых телескопов и растущую угрозу для астрономии в виде светового загрязнения и спутниковых «поездов».
🔭 Проект HATNet: Как малые телескопы находят новые миры 1:50
Гаспар Бакош является руководителем (PI) проекта HATNet — глобальной сети автоматизированных роботизированных телескопов, предназначенных для поиска экзопланет . Одной из ключевых инноваций проекта стало осознание того, что для передовой науки не всегда требуются гигантские инструменты. По словам Бакоша, около 20 лет назад учёные поняли: небольшие, но точно спроектированные телескопы способны фиксировать «мигание» звёзд в моменты, когда планета проходит перед ними .
Для обеспечения непрерывного наблюдения Бакош использует стратегию «тактических долгот». Поскольку транзиты планет могут происходить в любое время суток, телескопы размещены в ключевых точках по всему земному шару, чтобы «солнце никогда не всходило над телескопой империей» .
Основные локации сети HATNet:
- Чили: Обсерватория Лас-Кампанас в Андах. Использована существующая инфраструктура, но команда самостоятельно заливала бетонные основания и устанавливала контейнеры с оборудованием .
- Намибия: Пустыня Калахари, база гамма-телескопов H.E.S.S. .
- Австралия: Обсерватория Сайдинг-Спринг в глубинке страны .
К настоящему моменту каталог подтверждённых экзопланет превысил отметку в 5000 объектов . Проект HATNet внёс вклад, обнаружив более 140 планет с 2006 года . Гаспар Бакош отмечает, что хотя основные открытия сейчас делают космические миссии вроде TESS и Kepler, наземные системы остаются критически важными для проверки данных и уточнения орбитальных периодов .
🌌 Утрата тёмного неба: Экономика и психология светового загрязнения 8:47
Гаспар Бакош вырос в северо-восточной части Нигерии на границе с Камеруном, где полное отсутствие электричества и интернета позволило ему с детства видеть Млечный Путь, касающийся горизонта . Переехав в Европу, он столкнулся с тем, что большинство людей лишены этого зрелища. По мнению Бакоша, отсутствие тёмного неба в городах — это не необходимость, а следствие «глупости» и плохого инженерного дизайна .
Статистика и факты о световом загрязнении:
- Прямые потери: Около 50% света, излучаемого уличными светильниками в США, направлено бесполезно вверх в небо .
- Финансовый ущерб: По оценкам Бакоша, ежегодно около 3 миллиардов долларов США превращаются в фотоны, которые улетают в космос из-за плохой конструкции освещения .
- Экология и здоровье: Учёный утверждает, что избыточное ночное освещение негативно влияет на здоровье человека и разрушает экосистемы .
Нил Деграсс Тайсон добавляет, что из иллюминатора самолёта часто видно, как городское освещение светит прямо в глаза пассажирам, не выполняя своей функции на земле . Решением проблемы спикеры считают использование экранированных светильников, направленных строго вниз, и диммирование света до необходимых уровней .
🛰️ Спутниковая угроза и устаревшие законы космоса 15:11
Новым вызовом для астрономии стала «спутниковая замусоренность» неба. Тысячи аппаратов на низкой околоземной орбите отражают солнечный свет, создавая яркие полосы на астрономических снимках. По свидетельству Бакоша, на каждом снимке, сделанном в течение трёх часов после заката или перед рассветом, теперь присутствует как минимум один спутниковый трек .
Основные проблемы регулирования космоса:
- Устаревший договор: Договор по космосу ООН (Outer Space Treaty) был принят в 1967 году и обновлялся последний раз в 1970-х. По мнению Бакоша, он совершенно не готов к эпохе, когда частные лица запускают тысячи спутников .
- Отсутствие экологической экспертизы: При выдаче разрешений на запуски учитываются радиочастоты и параметры орбиты, но фактор визуального загрязнения неба игнорируется .
- Влияние на науку: Для таких инструментов, как будущий телескоп Веры Рубин (Vera C. Rubin Observatory), который будет сканировать всё небо каждые три ночи, яркие спутниковые следы могут стать катастрофой, «ослепляя» сверхчувствительные детекторы .
Бакош отмечает, что усилия компаний по окрашиванию спутников в чёрный цвет или установке солнцезащитных козырьков (visors) помогают лишь частично, и реальным выходом было бы жёсткое ограничение числа аппаратов на международном уровне .
🧪 Что мы можем узнать о планете по её «тени»? 34:35
Метод транзита (наблюдение за прохождением планеты по диску звезды) позволяет получить огромный объём данных, несмотря на колоссальные расстояния. Гаспар Бакош подробно описывает, какие параметры можно вычислить:
- Размер: Глубина падения яркости звезды прямо указывает на диаметр планеты относительно светила .
- Орбита: Частота прохождений определяет орбитальный период .
- Геометрия: Форма кривой блеска показывает, проходит ли планета по центру диска звезды или лишь «касается» его края (гравитационный транзит) .
- Наклон: Совмещая данные о транзите с измерением радиальных скоростей (эффект Росситера — Маклафлина), можно понять, совпадает ли ось вращения звезды с плоскостью орбиты планеты. Обнаружены системы, где планеты вращаются «задом наперёд» относительно вращения звезды .
- Звёздные пятна: Если планета проходит над тёмным пятном на звезде, на графике яркости виден кратковременный всплеск .
Самым важным достижением Бакош считает возможность анализа атмосферы. Когда звёздный свет проходит через газовую оболочку планеты во время транзита, элементы в атмосфере поглощают определённые волны . Сравнивая спектр звезды с планетой и без неё, учёные находят признаки воды, натрия и метеорологические маркеры. По мнению Бакоша, обнаружение кислорода или озона станет первым серьёзным признаком (биомаркером) наличия жизни, так как эти газы быстро окисляются и требуют постоянного восполнения живыми организмами .
🌌 Экзопланетная статистика и «бродячие» миры 43:50
За последние 20 лет представления астрономов о планетных системах радикально изменились. Бакош выделяет несколько ключевых трендов:
- Повсеместность: Статистически почти каждая звезда в нашей Галактике обладает хотя бы одной планетой .
- Разнообразие: Существуют «горячие Юпитеры» (гиганты с периодом обращения в пару дней) и «суперземли» (массой между Землёй и Нептуном), которых нет в нашей Солнечной системе .
- Бинарные системы: Подтверждено существование планет в системах двойных звёзд (как Татуин в «Звёздных войнах»). Планета может вращаться либо вокруг обеих звёзд сразу на большом удалении, либо вокруг одной из них, если звёзды разнесены далеко друг от друга .
- Свободно плавающие планеты: В Галактике обнаружено около 40 миллиардов планет-изгоев, выброшенных из своих систем. Они не привязаны к звёздам и дрейфуют в межзвёздном пространстве, обнаруживаясь только методом микролинзирования .
В завершение беседы Гаспар Бакош анонсировал запуск своей новой системы из 64 малых телескопов, объединённых в массив. Эта установка будет измерять яркость 100 миллионов звёзд каждые 30 секунд, создавая беспрецедентный поток данных для поиска редких транзитных событий .
