Фото: ESA
В то время как вся планета была заблокирована последние два месяца, новый космический телескоп под названием CHEOPS открыл глаза, сделал свои первые снимки небес и теперь открыт для бизнеса.
Миссия CHEOPS добавляет уникальный поворот в науке, который публика обычно ассоциирует с миссиями по открытию планет, такими как Kepler и TESS. Kepler и TESS сделали много принципиально новых открытий и увеличили количество известных экзопланет до тысяч. Однако, вместо того, чтобы просто находить больше планет, основная задача CHEOPS - лучше понять планеты, которые мы уже нашли.
Я был в области изучения экзопланет в течение почти двух десятилетий. Большую часть времени мне посчастливилось поработать над миссией NASA «Kepler». Одним из главных открытий Kepler является удивительное множество найденных им планет. Два ярких примера - тысячи планет, размеры которых находятся в промежутке между Землей и Нептуном. Kepler также нашел планеты с орбитами, длина которых всего несколько часов. Ни одна из этих планет не имеет аналогов в Солнечной системе. На что похожи эти планеты, как они формируются и как они достигли своего нынешнего состояния, являются предметом текущих исследований. Чтобы лучше понять эти планеты, нам нужно лучше измерить их свойства - их размеры, массы, состав и атмосферу. Астрономы обратятся к CHEOPS, чтобы заполнить эти пробелы в наших знаниях.
Обзор миссии CHEOPS
Совместная миссия Swiss-ESA, CHEOPS, «Характеризующий спутник экзопланеты», проведет ключевые измерения размера и альбедо (отражательной способности) планет, которые вращаются вокруг далеких звезд. CHEOPS был запущен в декабре 2019 года с северного побережья Южной Америки.
Космический телескоп Хеопс в техническом центре ESA
Проблема с большинством планет, обнаруженных миссией Kepler, заключается в том, что они вращаются вокруг слабых звезд, что затрудняет их наблюдение с помощью любого телескопа, кроме самого Kepler (который закончил свою работу и больше не работает). CHEOPS, с другой стороны, будет наблюдать планеты, вращающиеся вокруг ярких звезд, которые не были изучены с уровнем детализации, ранее предоставленным Kepler, и который теперь может предоставить CHEOPS. Эти планеты более поддаются широкому разнообразию дополнительных наблюдений с помощью приборов на других телескопах, что дает новое понимание природы этих недавно открытых планет.
CHEOPS был размещен на «солнечно-синхронной» орбите, где он постоянно находится над терминатором Земли - линией на Земле, которая отделяет день от ночи. Спутник наблюдает за планетами, проходящими перед звездами-хозяевами, используя 32-сантиметровое зеркало. Телескоп в 10 раз меньше, чем Kepler, но, поскольку он будет наблюдать более яркие звезды, он может достичь точности, аналогичной Kepler, - факт, продемонстрированный на этапе ввода в эксплуатацию. И вместо того, чтобы непрерывно (и одновременно) наблюдать за сотнями тысяч звезд, чтобы обнаружить новые планеты, CHEOPS смотрит на отдельные цели, когда и где, как известно, планета там находится.
Наука миссии CHEOPS
Для самых ярких похожих на Солнце звезд CHEOPS может измерить размеры планет, столь же маленьких как Земля, видя долю звездного света, который заблокирован планетой, поскольку она проходит перед звездой. Улучшенные измерения размеров планет позволяют ученым определять плотность планеты, давая представление о ее составе и внутренней структуре. Они также устанавливают ключевое соотношение между размерами планет и их массами, что говорит нам больше о чертах, общих для планет во многих системах.
В дополнение к размерам планет, CHEOPS может измерять «фазовую кривую» планеты, изменение яркости из-за изменения профиля планеты, когда она вращается вокруг своей звезды-хозяина (как изменяющиеся фазы Луны). Фазовая кривая говорит нам, сколько света отражается планетой и, следовательно, некоторые свойства ее поверхности, атмосферы и облаков. Эта информация, в свою очередь, может рассказать нам больше об условиях, которые могут существовать под облачными вершинами и на поверхности планеты. Наконец, поскольку цели CHEOPS яркие, они являются хорошими кандидатами для подробных наблюдений за их атмосферой с использованием больших наземных и космических телескопов (таких как чрезвычайно большой телескоп и космический телескоп Джеймса Вебба).
В конечном счете, благодаря лучшему пониманию свойств планет, вращающихся вокруг других звезд, астрономы могут лучше понять природу планет в нашей собственной Солнечной системе. Мы лучше увидим, как наши планетарные братья и сестры вписываются в более широкий контекст планет в галактике и как наше образование и история похожи или отличаются от этих инопланетных миров.
Автор Джейсон Стеффен, доцент кафедры физики и астрономии в университете штата Невада, Лас-Вегас.
