ПІД ГРИФОМ «ЕКЗО»
Не секрет, що проблемам пошуку інших планет, як утім, і можливого життя на них, були присвячені споконвічні помисли поколінь вчених. При цьому адепти класичної астрофізики при слові «малі тіла» чи то навіть, скажімо, «квазіземні об'єкти» лише зазвичай поблажливо усміхались. Адже порівняно з їхніми далекими і незбагненно загадковішими чорними дірами, попередні космогонічні дослідження справді подекуди віддавали примітивізмом.
Проте життя за всіма існуючими канонами аж ніяк не могло виникнути у надщільній або добіла розжареній речовині. Та й подальша його карколомно стрімка (за вселенським відрізком часу) еволюція можлива була тільки в умовах помірного вологомісткого клімату. Ось чому за детальнішими поясненнями з цього інтригуючого питання ми вирішили звернутися до члена-кореспондента НАНУ, директора столичного Планетарію Клима Чурюмова.
18 БЕРЕЗНЯ — МІЖНАРОДНИЙ ДЕНЬ ПЛАНЕТАРІЇВ
— Спроби людини зрозуміти навколишній світ завжди починалися із зоряного неба над головою, і все, що вчені знають (точніше, припускають) про виникнення життя, пов'язано лише із планетою Земля. Однак нині, коли нові астрофізичні методи дають змогу досліджувати не тільки горизонти Всесвіту, а й, можливо, навіть горизонт часу, не менш важливою науковою подією стало відкриття планетних систем довкола інших зірок. Причому (що найцікавіше) виявилося, що до цього їхньому відкриттю щоразу ставали на заваді стереотипи, які в нас існували мало не з часів середньовіччя, тобто узагальнені відомості, котрі були одержані в ході попередніх спостережень за ближнім космосом.
Отже, у пошуку позасонячних планет (або екзопланет, як їх ще називають) є кілька мотиваційних аспектів: це передусім здобуття нових фундаментальних знань щодо походження Всесвіту; корекція попередніх уявлень про геологічний розвиток нашої планети, природа якої не настільки однозначна і стала, як раніше уявляли; пошук нехай навіть примітивних цивілізацій з такими самими початковими умовами, за яких колись виникло (в єдиній поки що відомій нам формі) й еволюціонувало життя на Землі.
— Климе Івановичу, чи завше тотожні вихідні покажчики приводять до приблизно схожих космогонічних наслідків?
— На жаль, для дослідників — ні. Адже природа пропонує величезний вибір шляхів розвитку планетних тіл, які попервах начебто мало чим відрізняються. Відомий приклад. Сусідня загадкова красуня Венера абсолютно, як тепер уже відомо, не схожа на Землю (хоч остаточно дізнатися про це вдалося лише в наші дні). Щодо інших планетних систем, то ця дивовижна розмаїтість виявляється навіть у їхній структурі.
— Скільки наразі відкрито екзопланет?
— Сімсот шістдесят! Причому всі вони знайдені завдяки надзвичайно складній і заплутаній методиці, котру, якщо не вдаватися до подробиць, можна описати пам'ятними ще зі шкільної лави допплерівськими рівняннями.
Стисло нагадаю їхню суть: якщо зірка летить у бік спостерігача, то розташовані між ними світлові хвилі начебто стискаються вздовж висхідного променя, зміщуючи весь зоряний спектр у фіолетову сторону. Таким чином, вимірювання зсуву ліній у спектрі зазвичай дозволяє визначати радіальні швидкості певних об'єктів, «підозрілих» щодо наявності земельних співродичок. А от другий шлях пошуку — суто астрометричний, однак про нього ми розповімо згодом.
Усупереч поширеним прогнозам, першу позасонячну планетну систему було виявлено не у звичайної зірки, а в пульсара. Відбулося це 20 років тому. Тоді пуерто-риканський радіотелескоп «Аресибо» був зупинений на частковий плановий ремонт. 300-метрова параболічна антена «Аресибо» нерухома, тож основний режим роботи цього радіотелескопа пасажний, тобто випромінювання радіоджерел реєструється, коли завдяки обертанню Землі вони проходять через його нерухому діаграму спрямованості. І от молодий польський дослідник Олександр Вольщан використав зупинку планових робіт на радіотелескопі для пошуку пульсарів, розташованих високо над площиною Галактики. Причому незабаром йому вдалося виявити слабкий пульсар Р5К В1257+12, імпульси якого повторюються кожні 6,2 мілісекунди.
Очевидно, планети в пульсара можна вважати екзотичними утвореннями. Вони зазнають дії інтенсивних потоків електронів, позитронів і гамма-випромінювання. Тому після перших вольщанівських публікацій виникло природне запитання: звідкіля там могли узятися планети? Адже пульсар — це продукт вибуху нормальної зірки наприкінці її життя. Припущення, що планети в зірки колись існували й збереглися після її «наднового» вибуху, не витримує критики з кількох міркувань.
Після вибуху вони мали б бути виявлені всередині газових оболонок зірки. Та навіть якби вони збереглися (нехай в обпаленому вигляді) зовні, втриматися на своїх орбітах їм усе одно б не пощастило. Після вибуху маса зірки різко зменшується, тому в результаті сталого моменту руху орбіти планет катастрофічно збільшуються, внаслідок чого останні навіки залишають зірку.
Можливе пояснення природи планет пульсара Р5Р В1257+12 пов'язане з його швидким обертанням, хоч він має бути старим (і повільним). Припускається, що поруч із ним існувала інша зірка, речовина якої поступово перетікала до пульсара, прискорюючи його обертання, а залишки могли конденсуватися в планети. Однак нині такої зірки ніде поблизу вже немає.
До речі, в 1999 році підтвердилася наявність планети з масою порядку п'яти мас Юпітера ще в одного пульсара — РЗР В1620-26. Серед можливих кандидатів на наявність планет і деякі інші нейтронні зірки.
— Повернімося до стрижневої теми нашої бесіди. Бо ж, як відомо, три роки тому американці запустили спеціальний супутник «Кеплер», призначений суто для пошуку екзопланет. Яких успіхів досягнуто за цей час?
— Супутник спостерігатиме за яскравістю більш ніж 100 тисяч зірок протягом 3,5 років, виявляючи періодичний транзит зірки її планетами. Наукова мета телескопа Керlег полягає в тому, щоб досліджувати структуру і різноманітність планетарних систем. Зокрема, знайти малі космічні об'єкти, максимально схожі на Землю, тобто з відповідними орбітами, обов'язковою наявністю рідкої води, тож і життя. Телескоп покладається на другий за ефективністю пошуковий метод — транзиту. Причому найпершу планету таким чином на рубежі тисячоліть за допомогою 10-сантиметрового телескопа відкрив 24-річний гарвардський аспірант Давид Шарбонно. Відтоді подібним шляхом було відкрито півтори сотні планет.
— Тож зупиніться на ньому, будь ласка, докладніше.
— Коли якесь непрозоре тіло проходить диском зірки, її блиск ледь змінюється. Власне, так само змінюється і яскравість нічного ліхтаря, якщо повз нього раптом пролетить малесенька мушка.
Проте, аби тінь впала саме на нас, орбіта гіпотетичної планети має бути нахилена під щонайменшим кутом до променя зору. Такі шанси незначні. Приміром, земну тінь вдалося б розгледіти лише десь з кожної сотої зірки в околицях Сонця (ці зірки мають лежати у вузькій смужці завширшки приблизно за півградуса довкола екліптики — проекції земної орбіти на небесну сферу). Тому Керlег повинен спостерігати водночас надзвичайно багато зірок. Щоправда, американські астрономи вирішили наразі обмежитися бодай сотнею тисяч.
Крім того, падати на нас будуть навіть не тіні, а лише півтіні. Адже насправді планети надто малі, аби повністю закрити своїм «тілом» диск далекого світила. Скажімо, Земля, проходячи сонячним диском, покриває для далекого спостерігача тільки 0,008% його поверхні. А значить вимірювати блиск теж треба з такою самою неабиякою точністю — десь на рівні тисячних.
І хоч вимагає стабільної фотометрії, та Керlег зможе вимірювати зміни блиску зірок із точністю від 0,002% (для найяскравіших) до 0,008% (для трохи слабших).
Проходження тіні треба не проґавити. Приміром, для звичайного спостерігача проходження Землі сонячним диском триває не більш ніж десять годин, а повторюється воно раз на рік. Періодів обертання далеких планет ми не знаємо, а коли вони пройдуть диском знову, заздалегідь нікому невідомо.
Тому протягом трьох з половиною років (якщо програму буде продовжено, то довше) телескоп пильно «вдивлятиметься» в одну й ту саму небесну ділянку на межі сузір'їв Лебедя і Ліри розміром приблизно 100 квадратних градусів. Причому брати, так би мовити, вимушений тайм-аут цей грандіозний дослідницький апарат може тільки раз на квартал, аби трішечки підкоригувати напрям антени, розвернувши її в бік Землі.
8 квітня 2009 року апарат передав перший знімок, зроблений камерою фотометра. На ньому за бажання можна розшукати понад чотири з половиною мільйонів зірок Лебедя і Ліри. Причому, незважаючи на розпливчасте загальне зображення, на знімку, зокрема, все одно добре видно зірку ТгЕ8-2 (котра, напевно, має як мінімум одну планету) і не менш відоме в цьому плані скупчення МСС 6791.
— Чи знаходять висвітлення згадані теми в регламенті роботи підвідомчого вам столичного Планетарію?
— Так. Адже в нашій нещодавно модернізованій за останнім словом техніки «Зоряній залі» відвідувачі можуть побачити на власні очі аж шість з половиною тисяч неосяжно далеких небесних світил. Стати свідками сонячних затемнень або запуску штучних супутників Землі. Думаю, ми також маємо право пишатися налагодженою абонементною системою для допитливого юнацтва, як, утім, і дивовижними лазерними шоу-програмами для більш дорослих відвідувачів.
А ще вашим читачам цікаво, мабуть, було б дізнатися, що з 1990 року з ініціативи італійських колег щонеділі, яка за Григоріанським календарем найближча до дати весняного рівнодення, майже по всьому світу відзначають Міжнародний день планетаріїв. Не варто, гадаю, пояснювати, що головною метою подібних заходів є доступне масове поширення сучасних астрономічних знань.
Цього року святкуємо також 60-річчя власного дітища (перший у столиці зоряний лекторій відкрився у приміщенні Олександрівського костьолу).
— Вітаємо із цим порівняно юним (якщо зіставляти з віком Всесвіту) ювілеєм! І наостанок, Климе Івановичу, розкажіть про інше своє, не менш улюблене і дороге (особливо за кошторисом) чадо — швидкокрилу «Розетту», що тримає курс до вашої, так би мовити, однофамільниці.
— Там не все після запуску йшло по плану, тобто так, як попервах хотілося. Але у найвідповідальніший момент вона спромоглася утриматися на заданій орбіті, після чого ми з полегшенням зітхнули (надто, якщо взяти до уваги схожу історію з російським «Фобос-Ґрунтом»). Зараз, тобто на восьмому році свого польоту, наш апарат (до речі, назва якого походить від знаменитого Розетського каменя — легендарної гранітної брили, завдяки котрій вчені свого часу зуміли розшифрувати давньоєгипетські ієрогліфи) перебуває далеко за межами Головного астероїдного поясу.
Узагалі, запущений з французького космодрому «Куру» коштом Європейського космічного агентства, цей апарат-дослідник складається з двох частин: літального зонда-носія RSP (Rosetta space probe) та посадочного модуля «Філі». Тож останньому належатиме честь, діставшись у 2014 році до «Комети Чурюмова-Герасименко», продовжувати потім разом із нею розвідувальні (у науковому сенсі) польоти навколо Сонця. Причому кінцевою глобальною метою цього проекту є (нагадаю) всебічне вивчення й моделювання первісних умов виникнення і подальшої еволюції придатних для життя планет.
Едуард ЩУР
Із досьє «ДУ». У вересні 1969 року Клим Чурюмов із аспіранткою Світланою Герасименко під час спостереження за кометою «Комас-Сола» зробили фото, на якому виявилася ще одна комета, яка отримала назву за іменами першовідкривачів — «Комета Чурюмова-Герасименко».
2 березня 2004-го з космодрому Куру у Французькій Гвіані було виведено у космос європейський міжпланетний зонд Rosetta. Основне його завдання — дослідження «Комети Чурюмова-Герасименко», якої він має досягти у листопаді 2014 р. і зробити спробу посадки капсули на поверхню комети.
також у паперовій версії читайте:
- КОМП'ЮТЕРНА ПРОГРАМА «РОЗУМНІША» ВІД ЛЮДЕЙ
назад »»»