В новом выпуске подкаста StarTalk Нил Деграсс Тайсон и его бессменный соведущий Чак Ниц принимают в гостях Дэвида Киппинга — профессора астрономии Колумбийского университета и руководителя лаборатории Cool Worlds. Речь пойдет о переднем крае поиска экзопланет, загадочных экзолунах, звездных «братьях и сестрах» Солнца и о том, как новые технологии, такие как телескоп «Джеймс Уэбб», меняют наше представление о месте Земли во Вселенной.
🪐 Лаборатория «Прохладных миров»: за пределами Солнечной системы 1:58
Дэвид Киппинг возглавляет лабораторию Cool Worlds («Прохладные миры») в Колумбийском университете. По словам профессора, название не только отражает его исследовательский интерес к объектам с низкой температурой, но и служит удачным брендом для популяризации науки . Основная сфера деятельности его команды — изучение экзопланет (планет вне Солнечной системы) и поиск более редких объектов: экзолун, экзоколец, экзокомет и даже «экзотроянцев» .
Киппинг пояснил, что такое «экзотроянцы» (ExoTrojans), проводя аналогию с нашей системой :
- В Солнечной системе у Юпитера есть группы астероидов (Троянцы и Греки), которые движутся по той же орбите, находясь в точках Лагранжа L4 и L5 (60 градусов впереди и позади планеты) .
- Ученые полагают, что подобные скопления тел существуют и у планет в других звездных системах.
- Обнаружение таких объектов позволит лучше понять динамику формирования чужих миров .
🔭 Архитектура иных систем: насколько уникально Солнце? 4:52
Вопреки ожиданиям, наша Солнечная система может оказаться скорее исключением, чем правилом. Киппинг утверждает, что большинство обнаруженных систем радикально отличаются от нашей .
Основные отличия, на которые указал гость:
- Бинарные системы: Около половины всех звезд, видимых на ночном небе, являются кратными (две и более звезды). Солнце — одиночная звезда, что уже выделяет его .
- Редкость газовых гигантов: Только 10% одиночных звезд обладают планетами, похожими на Юпитер. Наличие в нашей системе сразу двух гигантов — Юпитера и Сатурна — делает нас статистически необычными .
Тайсон иронично отметил, что Сатурн нельзя просто «сваливать в одну кучу» с Юпитером, вспомнив, как в седьмом классе на уроках труда он собственноручно изготовил деревянную лампу в форме Сатурна .
🛰️ Технологическая эстафета: от Kepler к JWST 8:50
Исследования Киппинга строятся на данных космических обсверваторий. Он подчеркивает, что современная наука — это «путешествие на плечах гигантов», имея в виду преемственность инструментов .
В октябре 2024 года команда Киппинга планирует использовать телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) для наблюдения за планетой Kepler-167e . Эта планета была открыта телескопом Kepler, который в течение многих лет неподвижно «вглядывался» в один участок неба .
Kepler-167e считается идеальным кандидатом для поиска первой подтвержденной экзолуны по ряду причин :
- Это «двойник» Юпитера: его масса совпадает с юпитерианской на 99%, а радиус — на 95%.
- Температурный режим планеты схож с холодом нашего Юпитера.
- Поскольку у нашего Юпитера десятки лун, астрономы ожидают увидеть то же самое у его аналога .
Киппинг объяснил метод поиска: ученые ищут не саму луну (она слишком мала), а ее «тень» — крошечное дополнительное падение яркости звезды, которое происходит рядом с основным падением, вызванным транзитом планеты .
🧬 Поиск звездных родственников Солнца 17:39
Один из слушателей задал вопрос о происхождении Солнца: родилось ли оно в «звездных яслях» и можно ли найти его братьев? Киппинг подтвердил, что Солнце почти наверняка сформировалось в составе гигантского молекулярного облака вместе с сотнями других звезд .
За миллиарды лет приливные силы Галактики разбросали этих «сиблингов» по всему Млечному Пути. С учетом того, что Солнце совершило уже около 20 оборотов вокруг центра Галактики, его родственники могут находиться на противоположной стороне диска . Однако их можно вычислить по «химическим отпечаткам пальцев» — уникальному соотношению элементов, которое должно быть идентичным у звезд из одного облака .
🌪️ Экстремальное вращение и «разрыв» звезд 22:46
Обсуждая физику звезд, Киппинг затронул тему скорости вращения. Если Солнце совершает оборот примерно за 27 дней, то молодые звезды вращаются гораздо быстрее — на пределе «скорости разрыва» .
- Скорость разрыва: состояние, когда центробежная сила на экваторе становится равной гравитации, и звезду начинает буквально разносить на части .
- Магнитное торможение: Солнце замедлилось со временем из-за взаимодействия частиц солнечного ветра с магнитными полями. Улетая, эти частицы уносят угловой момент, работая как тормоз .
- Гирохронология: По словам Киппинга, астрономы (в частности, Рут Ангус) используют скорость вращения звезды, чтобы определить ее точный возраст .
🖼️ Будущее: Habitable Worlds Observatory 26:17
На вопрос о том, что придет на смену «Джеймсу Уэббу», Киппинг ответил, что астрономическое сообщество уже согласовало приоритеты в рамках «Десятилетнего обзора» (Decadal Survey) — процесса, где ученые выбирают одну флагманскую миссию на десятилетие .
Следующим грандиозным проектом должна стать Habitable Worlds Observatory (HWO) . В отличие от транзитных методов (поиск теней), HWO будет нацелена на прямое получение изображений планет земного типа.
- Цель: увидеть планету как отдельную точку света (пиксель).
- Возможности: анализ спектра для поиска воды, кислорода и признаков жизни .
- Стоимость: миллиарды долларов, что требует консолидации всего научного мира .
☄️ Загадочные вспышки и замерзшие сердца 33:40
В финальной части беседы участники обсудили аномальные явления, такие как LFBOTs (Luminous Fast Blue Optical Transients) — мощные и кратковременные голубые вспышки, природа которых до сих пор не ясна . Киппинг признал, что астрономия полна явлений без консенсусного объяснения, как и в случае с быстрыми радиовсплесками .
Также был затронут вопрос о недрах лун. Читатель поинтересовался, у всех ли лун «холодное сердце» (замерзшее ядро). Киппинг привел в пример спутник Юпитера Ио: из-за постоянного гравитационного «сплющивания» гигантом, недра Ио остаются расплавленными, что делает ее самым вулканически активным телом в системе . Однако в очень далеком будущем, по мнению гостя, все миры неизбежно замерзнут .
Нил Деграсс Тайсон подытожил встречу мыслью о том, что каждое новое поколение телескопов не только отвечает на старые вопросы, но и ставит такие, о которых мы раньше даже не могли помыслить.
