5 Minutės
Įsivaizduokite, kad nukreipiate kamerą į įtemptą Paukščių Tako širdį ir staiga randate lobyną pasaulių, apie kuriuos niekada nesvajojote. Tai NASA Nancy Grace Roman kosminio teleskopo pažadas: ne lašelis, o eksoplanetų lavina iš regionų, kurių mes vos tyrinėjome.
Kodėl tai svarbu? Nes beveik visos iš beveik 6 300 iki šiol atrastų eksoplanetų skrieja aplink žvaigždes mūsų vietinėje žvaigždžių apylinkėje. Roman pažeis šį modelį, žvelgdamas daug toliau per tankų galaktikos kuprą ir į Paukščių Tako tolimąją pusę. Nauda yra daugiau nei skaičiai. Tai proga pamatyti, kaip planetų formavimasis keičiasi skirtingose galaktinių buveinėse: vietose, turtingesnėse sunkiaisiais elementais, vietose, smarkiai veikiamose spinduliuotės, ir vietose su labai skirtinga žvaigždžių istorija.
Roman stebės milijonus žvaigždžių. Jis ieškos dviejų subtilių tolimų planetų požymių: menkų žvaigždžių šviesos kritimų, kai planeta tranzituoja prieš savo žvaigždę, ir trumpalaikio sušvytėjimo, sukeltu mikrolęšingo, kai artimesnė žvaigždė su savo planetomis iškreipia ir sustiprina tolimesnės žvaigždės šviesą. Kiekviena technika aptinka skirtingų rūšių planetas. Transitai tinka karštiems, arti žvaigždžių skriejantiems milžinams, kurie dažnai jas užtemdo. Mikrolęšingas yra ypatingai jautrus toli nuo žvaigždžių esančioms planetoms, tokio tipo šaltiems pasauliams plačiomis orbitomis, net planetoms Žemės ar Marso dydžio, ir objektams, tūnantiems žvaigždės gyvenamojoje zonoje, kuriuos kiti metodai dažnai praleidžia.
Roman gali papildyti mūsų katalogą maždaug 100 000 tranzituojančių planetų ir daugiau nei 1 000 mikrolęšingo aptikimų, pertvarkydamas pasaulių demografinę žemėlapį visame Paukščių Take.
Už aptikimų skaičiaus slypi platesnė istorija: chemija ir praeitis. Žvaigždės arčiau galaktikos centro paprastai turi daugiau sunkesniųjų elementų už vandenilį ir helį, o tai yra uolinių planetų ir dujinių milžinų branduolių konstrukcinės medžiagos. Toliau, spiralinių galaktikos žiedų pakraščiuose, kur randasi mūsų Saulė, žvaigždės yra palyginti mažiau metalingos. Šie skirtumai lemia, kokio tipo planetos formuojasi, jų dydžius ir galbūt net jų architektūras. Trumpai tariant, vieta yra svarbi.
Romano kupros tyrimas ištirs sritis, kur žvaigždžių tankis, metalingumas ir spinduliuotės aplinkos smarkiai skiriasi nuo Saulės apylinkių. Ar ten planetos bus didesnės? Daugiau? Rečiau? Teleskopas neatsakys į kiekvieną niuansą, bet imdamas mėginius iš milijonų tolimų žvaigždžių jis leis astronomams palyginti visų populiacijų statistiką, o ne remtis atskirais atvejais.
Yra ir atmosferinis aspektas. Romanas nėra pakaitalas teleskopams kaip Jameso Webbo kosminis teleskopas, kai kalbama apie smulkias chemines žymes, tačiau jis atlieka svarbų, papildomą vaidmenį. Teleskopo infraraudonųjų spindulių instrumentai fiksuos antrinius užtemimus ir fazių variacijas tūkstančių tranzituojančių pasaulių, ypač karštų Jupiterių, atskleisdami dienos ir nakties pusių temperatūrų kontrastus, vėjo požymius ir bendras atmosferos elgsenos tendencijas didelėje imtyje. Galvokite apie Webbo teleskopą kaip detektyvą, tardantį atskirus įtariamuosius, o Roman bus surašinėtojas, renkantis tendencijas visame mieste.
O pačios technikos atvers duris objektams, kurių vos esame pamatę. Mikrolęšingas gali atskleisti laisvai plaukiojančias planetas, klajojančius pasaulius be šeimininkės žvaigždės, ir atskirti planetos gravitacinį signalą nuo žvaigždės signalo, leidžiant aptikti mažos masės planetas dideliais atstumais. Tokios sistemos labiau primena mūsų Saulės sistemą nei karštos, kompaktiškos sistemos, kurias dažnai parinko daug tyrimų.
Pasirengimas apdoroti duomenų gausą jau yra didelis iššūkis. Komandos rengia sintezinius duomenų rinkinius, vykdo simuliacijas ir apmoko mašininio mokymosi sistemas atskirti tikrus signalus nuo imitacijų. Tikslas yra būti pasirengusiems dieną, kai Romano vaizdai pradės srautiniu būdu grįžti. Kadangi visi Romano duomenys bus vieši, profesionalūs astronomai ir piliečių mokslininkai galės kartu gilintis į juos. Tikėkitės netikėtumų. Jų bus daug.
Šiai misijai yra ir istorinė aidas. Keplerio kosminis teleskopas pakeitė viską, parodydamas, kad planetos yra dažnos, net dažnesnės už žvaigždes. Kepleris išmokė mus tikėtis įvairovės. Roman nuves šią pamoką giliau ir toliau, į galaktikos apylinkes, kurių Kepleris nematė, stebėdamas maždaug 100 milijonų žvaigždžių kuproje ir už jos ribų. Jei Kepleris buvo revoliucija vietinėje planetų sąskaitoje, Roman gali tapti tos revoliucijos plėtimu į platesnį Paukščių Taką.
Ką sužinosime apie savo kilmę? Mūsų Saulės sistema yra ten, kur ji yra dabar, bet žvaigždžių chemija leidžia manyti, kad ji galėjo susiformuoti arčiau galaktikos centro ir vėliau migravo į išorę. Lygindamas planetų populiacijas regionuose su skirtingais cheminiais pėdsakais, Roman padės patikrinti teorijas apie tai, kur tikėtina susiformuoti panašios Saulės sistemos ir kaip dažnas ar retas gali būti mūsų kelias.
Praktikoje tai reiškia naujas tolimesnio tyrimo kryptis: nukreipti aukštos raiškos teleskopus į intriguojančius Romano radinius, naudoti statistines imtis planetų formavimo modeliams tobulinti ir plėsti atmosferų tyrimus nuo kelių išskirtinių tikslų iki tūkstančių pasaulių. Teleskopas neatvyksta uždaryti knygos, o nuvalyti dulkes nuo lentynų, kurių dar nebuvome atidengę.
Romano misija ne tik išplės mūsų planetų apskaitą, bet ir perrašys klausimus apie tai, kur gyvena planetos, kaip jos formuojasi ir kaip elgiasi skirtingų galaktikos sąlygų įtakotos. Pirmieji duomenys bus potvynis, o tiems, kurie stebi dangų, geriausia dalis bus juos atrenkant realiu laiku ir ieškant netikėtumų.
Šaltinis: scitechdaily
Palikite komentarą