В поисках других юпитеров

Статья продается только в составе журнала

Ночное небо над чилийскими Андами такое темное, что созвездия едва различимы — яркие звезды теряются на фоне более тусклых. Эта обычная для здешних мест картина может обескуражить новичка: небо кажется совершенно незнакомым. Но вовсе не это беспокоило Брюса Макинтоша (Bruce Macintosh), когда он поздним майским вечером 2014 г., находясь здесь, на высоте 2,7 тыс. м над уровнем моря, всматривался в космическую даль. Поднимался ветер, отчего звезды, чей свет проходил сквозь толщу земной атмосферы, мерцали немного сильнее, чем в тихую погоду, и это мешало осуществлению замыслов ученого.

Макинтош прибыл сюда в надежде обнаружить другие Земли, точнее — другие Юпитеры, без которых, по мнению некоторых исследователей, не могут существовать твердые, обитаемые, похожие на нашу Землю планеты. Он не собирается, подобно многим другим астрономам, проводить месяцы и годы в наблюдении за едва различимыми отклонениями в движении звезд или изменением их яркости, что свидетельствовало бы о возможном существовании невидимого мира. Он хочет незамедлительно получить изображения далеких планет — световых пятен, обращающихся вокруг далеких звезд; рассмотреть их газовую оболочку — и все это с огромного расстояния в сотни световых лет. Макинтош, астроном из Стэнфордского университета, называет это прямой визуализацией.

 Кроме ветра у Макинтоша есть еще один повод для беспокойства: в 600 км к северу, на другой вершине чилийских Анд, его коллега Жан-Люк Бези (Jean-Luс Beuzit) занимается в точности тем же самым. Бези, астроном из французского Института планетологии и астрофизики в Гренобле, — друг Макинтоша, но одновременно и его конкурент. По совпадению оба они одновременно получили финансовую поддержку, позволившую отправиться высоко в горы, чтобы, тщательно прочесывая небеса, выяснить, что представляет собой наша планета — одну из песчинок в необозримой Вселенной или космическую диковинку. Инструментом Макинтоша в этой астрономической гонке стало сложное, размером с автомобиль и стоимостью несколько миллионов долларов устройство с адаптивной оптикой и датчиками. Называется оно Gemini Planet Imager (GPI). Оно установлено перед восьмиметровым зеркалом телескопа Gemini South — тщательно отполированной и посеребренной чашей площадью в одну восьмую баскетбольной площадки. Его сокращенно называют «джи-пай», как бы восклицая: «Вот это пирог!». Ответ Бези — еще б льшая, размером с микроавтобус, конструкция из множества компонентов под названием SPHERE (SpectroPolarimetricHigh-contrastExoplanetREsearchinstrument— «высококонтрастный спектрополяриметрический прибор для поиска экзопланет»). SPHERE установлен на другом восьмиметровом телескопе, одном из системы Very Large Telescope array, входящем в состав Европейской южной обсерватории. Оба проекта разрабатывались более десяти лет, но стартовали с разницей в несколько месяцев. Со своих высокогорных далей они видят почти одни и те же звезды в надежде первыми обнаружить и запечатлеть принадлежащие другой звездной системе Юпитеры.

 Из более чем 5 тыс. открытых за последние 20 лет планетных систем вряд ли было получено более или менее четкое изображение хотя бы одной из них. Сделать это сложно, поскольку даже самые крупные, менее всего пригодные для жизни планеты слишком тусклы и находятся очень близко к своим гораздо более ярким Солнцам, чтобы их можно было разглядеть с большого расстояния. Получив изображение планеты — даже если это просто небольшое пятно из пикселей, — можно многое узнать о ее составе, климате и обитаемости. Сегодня поиски похожих на Юпитер миров с помощью GPI и SPHERE — скорее искусство, но, чтобы вдохнуть в него жизнь, необходимо построить мощные телескопы, позволяющие распознать слабый свет другой Земли на фоне ослепительного сияния ее звезды. Когда (и если) это удастся сделать, в работе новых телескопов наверняка будут использованы приборы, разработанные в ходе двух упомянутых проектов.

В астрономии, как и в повседневной жизни, увидеть — значит поверить. Хотя получение прямых снимков отдаленных космических объектов — чрезвычайно трудная задача, по времени оно дает сто очков вперед наиболее распространенным сегодня методам обнаружения планет. Пусть в потенциале процесс будет занимать многие часы или сутки, это все же не месяцы и годы, которые уходят на разгадку головоломок, которые представляют собой наборы данных о звездах. Вот почему в состязании за получение первого снимка Юпитера, принадлежащего другой звездной системе, дорога каждая минута.

Подробнее читайте на страницах журнала "В мире науки" №1-2_2016