В отанній день Всесвітнього тижня космосу вчений NASA Конор Ніксон прочитав для українців лекцію про те, як космічний телескоп James Webb досліджує Сонячну систему. Чи може JWST зафіксувати нові гази в атмосфері Титана або знайти ознаки розумного життя на інших планетах? А можливо, допоможе відкрити «Планету Х», за якою астрономи полюють вже десятиліття? Про все це — в нашому матеріалі.
Лекція вченого з NASA
10 жовтня любителі космосу з Дніпра та інших міст України мали змогу поспілкуватися зі справжнім вченим із NASA Конором Ніксоном — астрономом і фахівцем із планетології. Організаторами зустрічі стали видання The Universe Space Tech, ГО «Асоціація Ноосфера» та планетарій Noosphere у Дніпрі.
Конор Ніксон працює у Лабораторії планетних систем у Центрі космічних польотів ім. Годдарда NASA. Основною сферою його наукових інтересів є дослідження атмосфер планет. У минулому Конор займався науковою обробкою даних з інфрачервоного спектрометра апарата Cassini. Зараз головним проєктом науковця є космічний телескоп James Webb. Ось розповідь вченого про дослідження цього неймовірного інструмента.
Як знайти ознаки розумного життя на іншій планеті
Вивчення екзопланет — це одне з основних завдань місії James Webb. Але, хоча телескоп і оснащений великим 6,5-метровим дзеркалом, його потужності недостатньо, аби сфокусуватися й отримати зображення позасонячного світу. У кращому разі екзопланета здаватиметься крихітною цяткою чи взагалі не буде помітною.
Тому необхідно дочекатися, коли екзопланета пройде на тлі своєї зорі, щоб отримати спектр світла, що пройшло крізь її атмосферу. Його аналіз дасть змогу дізнатися, які гази в ній присутні. Якщо Webb виявить об’єкт, атмосфера якого на 80% складається з азоту і на 20% — із кисню, то це підкаже астрономам, що перед ними планета, на якій теоретично може бути життя.
Однак між потенційною населеністю та реальним життям є велика різниця. Тому вченим буде потрібно більше даних. Свідченнями існування життя, наприклад, можна вважати гази, які теоретично можуть використовуватися для дихання чи брати участь у біологічних процесах. Але, знов-таки, за допомогою James Webb можна виявити не саме життя, а ймовірність його існування. Надалі за допомогою інших телескопів астрономи почнуть досліджувати екзопланету в пошуках інших ознак, що підтверджують її населеність і вказують на наявність техногенної цивілізації — наприклад, радіосигналів.
Про дослідження атмосфери Титана
Титан — це єдиний у Сонячній системі супутник, що має щільну атмосферу. В чомусь вона навіть подібна до земної, бо там є багато азоту, газоподібні вуглеводні, насамперед метан або подібні до нього речовини. Наприклад, пропан — той газ, який ми використовуємо для приготування їжі, або бутан, який горить у запальничках. Але в атмосфері Титану немає кисню.
Вченим відомо, що в атмосфері Титана відбувається багато хімічних реакцій. Його атмосфера має помаранчевий колір через велику кількість хімічних домішок. У липні цього року завдяки JWST вчені отримали нові дані, що дозволяють припустити присутність нової речовини в атмосфері супутника. Речовина пов’язана з метаном і є продуктом його розпаду. Це дуже важливе відкриття. Наступним кроком є пошук газів із більшою молекулярною масою.
Що цікавого можна побачити на інфрачервоних зображеннях Марса
Різниця у зображеннях Марса, отриманих в інфрачервоному та видимому спектрах, помітна навіть нефахівцю. Ця планета, як і Земля, обертається навколо власної осі. І період цього обертання є трішки більшим, ніж земний.
Доба на Марсі триває десь 24,5 години. Під час цього обертання на частині планети панує день, а на іншій частині — ніч. За допомогою телескопа James Webb вчені вивчають, як в залежності від місця та часу його поверхня нагрівається, а потім, коли планета повертається, — остигає.
Вивчення емісії тепла з поверхні протягом марсіанської доби розкриває деякі властивості самої планети, наприклад, термічну інерцію порід, тобто те, яка кількість сонячної енергії зберігається у них і яка потім випромінюється.
Якби ви вийшли влітку на вулицю у дуже спекотний день, вам би могло здатися, що йти по бетону чи камінню важко через те, що вони сильно нагрілися. А вночі ви б помітили, що всі ці поверхні дуже холодні. Це пов’язано з тим, що кам’яні матеріали здатні ефективно відводити тепло у навколишнє середовище. Проте це дуже відрізняється від того, як поводиться вода у басейні. Вона залишатиметься прохолодною протягом дня, поступово нагріваючись. А потім уночі певний час лишатиметься теплою. Це називається високою термічною інерцією.
Досліджуючи інфрачервоні зображення Марса, можна встановити тип каміння на його поверхні — більш або менш порожнистий. Так, регіони, які в інфрачервоному світлі здаються яскравішими, поглинули багато сонячного світла, а ось ця блідіша ділянка є холоднішою. На спектрограмі можна побачити хімічний склад атмосфери Марса.
Як знайти «Планету X» або інші транснептунові об’єкти
Уже понад 10 років циркулюють розмови, що в Сонячній системі є ще одна велика планета. Вона може бути дуже холодною та темною, тому її називають «Планетою X». Вона має перебувати за орбітою Нептуна — можливо, в тисячі чи сотні тисяч разів далі від Сонця, ніж Земля.
Зараз іде дуже активний пошук такого тіла. Перша гіпотеза щодо його існування була висунута каліфорнійськими астрономами. Вона базувалася на спостереженні, що на певній ділянці неба за орбітою Нептуна майже немає невеликих об’єктів. Це дозволило говорити про те, що там може бути якесь велике небесне тіло, яке не дозволяє чомусь меншому там залишатися. Тобто воно ніби очистило навколо себе певну територію завдяки своїй гравітації, яка свідчить про чималу масу. Це тіло і вважають «Планетою X». Проте дослідження, що тривали протягом останнього десятиліття, не знайшли жодного доказу її існування.
Телескоп James Webb був би чудовим інструментом для вивчення вже відомих об’єктів за орбітою Нептуна. Але він погано підходить для пошуків там якихось нових тіл. Причиною цього є його мале поле зору. Він дивиться лише на маленький клаптик неба. Якби він спробував оглянути все небо у пошуках «Планети X», це зайняло б дуже багато часу.
Для подібного пошуку потрібен інший телескоп, ширококутний. Це схоже на різні камери на телефоні. Одні з них дають гарний зум, інші дозволяють охопити велику панораму. James Webb схожий на ту, яка забезпечує велике збільшення.
Однак саме зараз конструюються інструменти, здатні спостерігати за великими ділянками неба. Один із них створюється у NASA та називається Nancy Grace Roman Space Telescope. Він дозволить оглядати все небо у пошуках комет і астероїдів. Можливо, саме він допоможе знайти «Планету X», якщо вона існує. Але якщо її таки знайдуть, James Webb зможе вивчити її дуже детально. Тобто потрібні обидва типи телескопів.
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine
