|
Отслеживание недостающих атмосфер у экзопланет
|
|
|
|
Атмосферы экзопланет стали главной целью астробиологов в поисках жизни за пределами Земли. Это связано с тем, что поверхности экзопланет пока невозможно получить прямые изображения, поэтому астрономам приходится проявлять изобретательность в поиске признаков жизни, также называемых биосигнатурами. В настоящее время мощные наземные и космические телескопы, такие как Атакамский большой миллиметровый массив (ALMA) и космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) НАСА, улучшают свои возможности по наблюдению и анализу атмосфер экзопланет. Но как эти атмосферы формировались и эволюционировали, и что это может означать для поиска жизни за пределами Земли?
|
|
|
|
Сейчас группа исследователей из США и Великобритании обсуждает новый метод изучения эволюции атмосфер экзопланет. В черновике аналитического документа, опубликованном на сервере препринтов arXiv, исследователи предлагают концепцию миссии «Космическая обсерватория Наутилус», также называемая «Глубококосмическая обсерватория Наутилус» (NDSO), которая, по их мнению, может произвести революцию не только в изучении экзопланет, но и в работе космических телескопов в будущем. Для целей данного аналитического документа исследователи решили сосредоточиться на формировании и эволюции экзопланет и их атмосфер.
|
|
|
|
Предлагаемая космическая обсерватория Наутилус будет представлять собой группировку космических телескопов, конструкция и развертывание которых должны быть быстрыми и простыми, при этом иметь достаточный диаметр для проведения новаторских научных исследований. В аналитическом документе обсуждаются несколько научных задач, которые могут быть выполнены с помощью «Наутилуса», включая лучшее понимание временных масштабов эволюции экзопланет в субнептуны и суперземли.
|
|
|
|
|
|
|
Суперземли и субнептуны — наиболее распространённые типы экзопланет, по оценкам учёных, от 30% до 50% солнцеподобных звёзд имеют по крайней мере один из этих типов экзопланет, вращающихся вокруг них. Другие научные задачи включают изучение временных масштабов потери массы атмосферы, соотношения углерода и кислорода, а также этапов эволюции экзопланет с преобладанием гелия. Временные масштабы варьируются от возраста протопланетного диска от 0 до 10 миллионов лет до 4,6 миллиардов лет, когда планеты достигают полной зрелости.
|
|
|
|
В аналитическом докладе отмечается: «Для ответа на эти вопросы необходимы высокое пространственное разрешение, широкий диапазон длин волн, большая эффективная площадь и параллельная работа нескольких блоков, которые предоставляет Nautilus. Изолируя физические процессы, управляющие эволюцией планет и их атмосфер, эти научные задачи напрямую поддерживают программы НАСА по изучению космического происхождения и исследованию экзопланет».
|
|
|
|
Проект Nautilus, разработанный Университетом Аризоны и предложенный в конце 2010-х годов, должен состоять из 35 космических телескопов с общим размером линз и диаметром 14 метров (46 футов) и 8,5 метров (28 футов). Эти линзы будут направлять оптику Nautilus, что может улучшить наблюдения, поскольку современные наземные и космические телескопы используют зеркала для сбора света.
|
|
|
|
Общая светособирающая способность Nautilus более чем вдвое превышает мощность телескопа JWST, более чем в 10 раз — мощность телескопа Hubble и почти в 100 раз — мощность предлагаемого телескопа Ariel Европейского космического агентства. Помимо 8,5-метровой линзы, каждый блок Nautilus будет состоять из приборного блока, солнечной панели и майларового аэростата.
|
|
|
|
Как отмечалось, данный документ поддерживает программы НАСА «Космическое происхождение» и «Исследование экзопланет», которые являются двумя отдельными программами. Программа «Космическое происхождение» призвана лучше понять происхождение Вселенной, а Программа исследования экзопланет является основным направлением изучения экзопланет, их систем, а также их формирования и эволюции, включая их атмосферы.
|
|
|
|
Этот документ также появился в то время, когда число подтвержденных НАСА экзопланет составляет чуть менее 6300, из которых чуть менее 2200 похожи на Нептун (субнептуны), а чуть более 1800 являются суперземлями. Как и в большинстве подобных документов, следующие шаги включают в себя воплощение концепции в реальность, при этом текущие прототипы значительно меньше желаемого 8,5-метрового объектива.
|
|
|
|
Источник
|
