Шпионское происхождение следующей мощной обсерватории НАСА для охоты за планетами

Агентство Министерства обороны подарило НАСА зеркала для поиска миров за пределами нашей Солнечной системы.

Отредактировано 2023-25-06
Иллюстрация художника изображающая космический телескоп Нэнси Грейс РоманКосмический телескоп имени Нэнси Грейс Роман, изображенный на иллюстрации художника, будет иметь более широкое поле зрения, чем "Хаббл".

Бывший спутник-шпион сейчас переделывается НАСА для поиска планет за пределами Солнечной системы. После ввода в эксплуатацию - космическое агентство планирует запустить аппарат в течение следующих пяти лет - он может раскрыть происхождение самой жизни, охотясь за планетами в отдаленных уголках их солнечных систем.

Теперь, когда космический телескоп "Джеймс Уэбб" наконец запущен и работает в полноценном научном режиме, астрономическое сообщество с нетерпением ожидает следующего крупного запуска - космического телескопа Нэнси Грейс Роман. Среди прочего, "Роман" будет экстраординарным охотником за экзопланетами, открывающим ключевую информацию о формировании солнечных систем и планет, подобных нашей.

Но первоначально казалось, что миссия никогда не состоится. В начале 2000-х годов ученые из НАСА и Министерства энергетики предложили создать новый спутник для изучения самых дальних уголков космоса в надежде понять причину возникновения темной энергии - так называется загадочное ускоренное расширение Вселенной. Однако, когда политический и финансовый капитал переключился на разработку того, что впоследствии станет спутником JWST, предложение потерпело неудачу.

И вот в 2011 году появился неожиданный подарок. Национальное разведывательное управление - организация в правительстве США, занимающаяся созданием и эксплуатацией спутников-шпионов для АНБ, ЦРУ и других трехбуквенных агентств, - очевидно, имела некоторые... излишки. На складе в штате Нью-Йорк лежали два зеркала, похожие на те, что установлены на космическом телескопе "Хаббл", которые, по всей видимости, не пригодились NRO. Агентство предложило эти зеркала НАСА бесплатно.

Чтобы дать вам представление о том, насколько это сюрреалистично, представьте себе все время, деньги и инженерные разработки, которые пошли на создание и запуск JWST. А теперь представьте, что у шпионского агентства не только есть еще два прибора класса JWST, но они даже больше не нужны.

Хотя фактическая стоимость зеркала составляет лишь относительно небольшую часть от общего бюджета подобной космической миссии, неожиданный подарок вызвал поддержку спутника, и миссия получила свое первое официальное название: Широкопольный инфракрасный космический телескоп, или WFIRST.

Ожидается, что запуск WFIRST состоится в 2026-2027 годах (хотя, скорее всего, позже, поскольку его разработка уже была отложена из-за задержек с отправкой JWST в космос). WFIRST получил новый монникер в честь первой женщины-руководителя НАСА Нэнси Роман, которая также была первым руководителем отдела астрономии агентства в 1960-70-х годах.

Роман" имеет зеркало того же размера, что и "Хаббл", но его поле зрения будет гораздо шире. Оснащенный достаточно большой камерой, он, по сути, может действовать как "сто Хабблов" одновременно. По словам Скотта Гауди, профессора астрономии из Университета штата Огайо и одного из руководителей миссии "Риман", команда надеется найти около 1 500 экзопланет в ходе запланированной основной 5-летней миссии. Однако точное число назвать сложно, поскольку выяснение количества планет, вращающихся вокруг других звезд, - это "именно то, что пытается выяснить Roman", - говорит он.

Среди прочих научных целей, одной из основных задач космического телескопа Римана будет поиск новых популяций экзопланет с помощью инновационного метода, известного как гравитационное микролинзирование.

Микролинзирование - это когда "свет от далеких фоновых звезд временно увеличивается, когда планетарная система проходит близко к нашей линии видимости", - говорит Гауди. Микролинзирование основано на простом совпадении: Если во время наблюдения за одной звездой через линию визирования проходит другой объект, то яркость фонового света кратковременно увеличивается из-за изгиба света вокруг объекта.

Пересекающийся объект может быть целой планетарной системой или блуждающей экзопланетой, оторванной от какой-либо звезды. Астрономам известно всего несколько десятков таких заблудших душ, но, по их оценкам, наша галактика может кишеть сотнями миллиардов таких планет. Роман может найти блуждающие экзопланеты размером с Марс и потенциально может расширить наш каталог до нескольких сотен. Это даст астрономам важную информацию о том, насколько хаотичным является формирование Солнечной системы, что поможет скорректировать модели развития землеподобных планет.

Поскольку метод микролинзирования не позволяет выявить планеты, вращающиеся вблизи своих родительских звезд, космический телескоп Римана не сможет обнаружить Землю 2.0. Вместо этого он сосредоточится на планетах, вращающихся на большом расстоянии от своих солнц, аналогичных газовым и ледяным гигантам нашей Солнечной системы. Астрономы не знают, является ли наша Солнечная система, в которой доминируют Юпитер и Сатурн, типичной, или более распространены ледяные гиганты, такие как Нептун и Уран. А может быть, даже что-то меньшее: В отличие от любого другого телескопа для поиска экзопланет, "Роман" сможет обнаружить планеты размером в несколько раз меньше массы Луны.

Создание первого в истории исследования планет, вращающихся вдали от своих звезд, имеет решающее значение для понимания происхождения жизни на таких планетах, как Земля. "Поскольку мы считаем, что вся вода на планетах, подобных Земле, была доставлена из внешних регионов планетных систем", - говорит Гауди, - "обследовав эти регионы, мы сможем понять, насколько распространены потенциально пригодные для жизни планеты".

Если этого недостаточно, у "Романа" есть еще один трюк для охоты за планетами в рукаве. Он будет оснащен коронографом - устройством, которое позволит ему блокировать свет близких звезд и получать прямое изображение любых экзопланет вокруг него - на это не способен даже JWST.

В целом, у Гауди была простая реакция на то, чего он больше всего ждет от этого предстоящего супертелескопа: "Неожиданность!"