Місія NASA “Роман” готується розкрити нові популяції далеких світів

“`html

Космічний телескоп Ненсі Ґрейс Роман від NASA готовий зробити значний крок у пошуку світів за межами нашої Сонячної системи, відомих як екзопланети. Вчені очікують, що місія виявить близько 100 000 світів – це вражаючий стрибок порівняно з майже 6 300 знайденими на сьогодні завдяки спільній роботі місій NASA з іншими обсерваторіями. Роман переважно знаходитиме їх у недостатньо досліджених регіонах Чумацького Шляху.

«Наша галактика є домом для різноманітних середовищ, але коли йдеться про пошук екзопланет, ми насправді дослідили лише одне: наше власне сусідство», — зазначила Еліза Квінтана, дослідниця екзопланет у Центрі космічних польотів імені Годдарда NASA в Ґрінбелті, штат Меріленд. Квінтана очолює команду, яка розробляє програмне забезпечення та симуляції для підготовки до спостережень за транзитами екзопланет за допомогою Роман.

«Роман розширить пошук достатньо далеко, щоб охопити інші галактичні середовища, що може допомогти нам дізнатися, як формування планет варіюється в різних регіонах Чумацького Шляху».

Більшість відомих екзопланет розташовані на відстані кількох тисяч світлових років від Землі. Однак, один з основних оглядів Роман дозволить зазирнути крізь галактичний центр Чумацького Шляху, центральний вузол, де зірки упаковані щільніше, ніж будь-де, аж до околиць протилежного боку галактики.

Дослідження місця народження Землі

Роман буде відстежувати зірки, розкидані по глибокому зрізі галактики, щоб спостерігати за будь-якими змінами їхньої яскравості. Деякі зірки періодично тьмяніють, коли планети, що обертаються навколо них, перетинають їх. Інші тимчасово здаються яскравішими, коли гравітація проміжної зірки та планет, що обертаються, збільшує світло від віддаленішої зірки, завдяки явищу, що називається мікролінзуванням.

Ці два методи, як правило, виявляють дуже різні типи планет. Транзитний метод, який Роман використовуватиме для виявлення близько 100 000 світів, найкраще підходить для пошуку гігантських, розпечених світів, оскільки вони блокують найбільше зоряного світла та частіше здійснюють транзит.

Мікролінзування, яке Роман використовуватиме для пошуку понад 1000 світів, краще підходить для виявлення планет з більшими орбітами, як у нашій Сонячній системі, гравітація яких легше відокремлюється від гравітації їхніх батьківських зірок. Мікролінзування може виявляти планети розміром із Землю та Марс, а також знаходити їх у зоні проживання їхньої зірки і навіть далі. Такі планети майже неможливо виявити іншими методами, і вони практично невідомі за межами нашої власної Сонячної системи. Поєднання цих двох технік допоможе астрономам дослідити формування планет по всій галактиці, включаючи місце народження Землі та поза його межами.

Сьогодні наша Сонячна система розташована приблизно за 27 000 світлових років від центру Чумацького Шляху. Однак, вчені вважають, що вона сформувалася приблизно на 10 000 світлових років ближче до центру, а потім мігрувала на свою поточну позицію.

Хімічний склад Сонця є основним доказом. Більшість зірок, що утворюються на околицях галактики, містять мало важких елементів. Це загальний термін для будь-яких елементів, крім водню та гелію, які утворилися під час народження Всесвіту. Важкі елементи виковуються зірками, тому вони більш поширені в місцях, де відбувалися successive generations of stars.

Зірки в галактичному центрі набагато старші за зірки в диску Чумацького Шляху, і тому мають дещо іншу хімічну суміш, яка багатша на такі елементи, як кремній, кисень і магній.

Ці відмінності важливі, оскільки планети утворюються з того ж матеріалу, що й їхні батьківські зірки. Зірки з різним складом можуть мати різні планети, можливо, більш кам’янисті або більші. Це навіть може вплинути на те, чи формуються планети взагалі, або скільки їх утворюється навколо кожної зірки.

Астрономи вже бачили натяки на такі зв’язки поблизу.

«Зірки з більшою кількістю важких елементів, як правило, мають більше планет, особливо гігантських», — зазначив Роббі Вілсон, постдокторальний стипендіат NASA Goddard, який очолював дослідження очікуваного виходу транзитних планет Роман.

Досліджуючи абсолютно різні популяції зірок і планет, Роман виведе ці дослідження на абсолютно новий рівень. Астрономи незабаром можуть виявити, наскільки поширені планетарні системи, подібні до нашої, по всьому Чумацькому Шляху.

«Роман буде особливо потужним, оскільки він спостерігатиме за сотнями мільйонів віддалених зірок, дозволяючи вченим порівнювати далекі планетарні популяції з тими, що знайдені поблизу», — сказав Вілсон. «Усі ці дані дадуть нам багато для аналізу, тому ми готуємося, створюючи синтетичні дані, виявляючи симульовані планети та використовуючи машинне навчання для фільтрації хибних спрацьовувань. Таким чином, ми будемо готові одразу, коли почнуть надходити реальні дані». А оскільки всі дані Роман будуть загальнодоступними, будь-хто може приєднатися до полювання на інші світи.

Світи з іншими кліматами

Вчені також зможуть вивчити атмосфери, можливо, кількох тисяч транзитних планет, знайдених Роман.

«Роман не буде аналізувати атмосфери так детально, як місії на кшталт телескопа Джеймса Вебба від NASA, але він збиратиме іншу інформацію в набагато більшому масштабі», — сказав Вілсон.

Тоді як телескопи на кшталт Вебба шукають детальні хімічні відбитки на окремих об’єктах, Роман вимірюватиме температурні патерни та кліматичну поведінку для тисяч планет. Місія створить статистичний огляд атмосфер екзопланет в загальному масштабі, який Вебб зможе доповнити для подальшого вивчення.

Інфрачервоне тепло бачення Роман виявлятиме сяючі «гарячі Юпітери». Розміром приблизно як Юпітер, який приблизно в 11 разів ширший за Землю, гарячі Юпітери обертаються навколо своїх зірок лише за кілька днів. Ці світи достатньо теплі, щоб випромінювати виявну кількість інфрачервоного світла.

Планетарні системи з транзитними гарячими Юпітерами можуть мати два епізоди затемнення: один, коли вони перетинають зірку, і другий, менший, коли вони проходять позаду неї, і зірка блокує світло планети.

«Це вторинне занурення показує нам, наскільки яскрава, а отже, наскільки гаряча планета», — сказав Вілсон. «Відстежуючи, як змінюється яскравість планети протягом її орбіти, Роман також може бачити відмінності між денним та нічним боками, і навіть виявляти зміни в тому, де розташована найгарячіша область на планеті. Це говорить нам про атмосферні вітри та циркуляцію тепла».

«Огляд 100 000 зірок від тепер вже неіснуючої місії NASA Kepler революціонізував галузь екзопланет понад десятиліття тому і навчив нас, що планети ще більш поширені, ніж зірки в нашій галактиці», — зазначив Хорхе Мартінес-Паломера, астроном NASA Goddard, який допомагає готуватися до даних екзопланет Роман. «Огляд галактичного центру від Роман спостерігатиме близько 100 мільйонів зірок і досліджуватиме недостатньо вивчені ділянки нашої галактики, що забезпечить фундаментальний набір даних, який так само революціонізує наші знання про інші світи та наше місце у Всесвіті».

“`

Подробиці можна знайти на сайті: www.nasa.gov