В последний день Всемирной недели космоса ученый NASA Конор Никсон прочитал для украинцев лекцию о том, как космический телескоп James Webb исследует Солнечную систему. Может ли JWST зафиксировать новые газы в атмосфере Титана или найти признаки разумной жизни на других планетах? А может, он поможет ученым открыть «Планету Х», за которой астрономы охотятся уже десятилетия? Обо всем этом — в нашем материале.
Лекция ученого из NASA
10 октября любители космоса из Днепра и других городов Украины имели возможность пообщаться с настоящим ученым из NASA Конором Никсоном — астрономом и специалистом по планетологии. Организатором встречи стали издание The Universe Space Tech, ОО «Ассоциация Ноосфера» и планетарий Noosphere в Днепре.
Конор Никсон работает в Лаборатории планетных систем в Центре космических полетов им. Годдарда NASA. Основной сферой его научных интересов является исследование атмосфер планет. В прошлом Конор занимался научной обработкой данных с инфракрасного спектрометра аппарата Cassini. Сейчас главным проектом ученого является космический телескоп James Webb. Вот что рассказал ученый об исследованиях этого невероятного инструмента.
Как найти признаки разумной жизни на другой планете
Изучение экзопланет — это одна из основных задач миссии James Webb. Но, хотя телескоп и оснащен большим 6,5-метровым зеркалом, его мощности недостаточно, чтобы сфокусироваться и получить изображение внесолнечного мира. В лучшем случае экзопланета будет выглядеть как крошечное пятнышко или вообще не будет заметна.
Поэтому необходимо дождаться, когда экзопланета пройдет на фоне своей звезды, чтобы получить спектр света, прошедшего сквозь ее атмосферу. Его анализ позволит узнать, какие газы в ней присутствуют. Если Webb обнаружит объект, атмосфера которого на 80% состоит из азота и на 20% — из кислорода, то это подскажет астрономам, что перед ними планета, где теоретически возможна жизнь.
Однако между потенциальной населенностью и реальной жизнью есть большая разница. Поэтому ученым потребуется больше данных. Свидетельствами существования жизни, например, можно считать газы, которые теоретически могут использоваться для дыхания или участвовать в биологических процессах. Но, опять-таки, с помощью James Webb можно обнаружить не саму жизнь, а вероятность ее существования. В дальнейшем с помощью других телескопов астрономы начнут исследовать экзопланету в поисках других признаков, подтверждающих ее обитаемость и указывающих на наличие техногенной цивилизации — например, радиосигналов.
Об исследовании атмосферы Титана
Титан — это единственный в Солнечной системе спутник, имеющий плотную атмосферу. В чем-то она даже похожа на земную, потому что там есть много азота, газообразные углеводороды, прежде всего метан или подобные ему вещества. Например, пропан — тот газ, который мы используем для приготовления пищи, или бутан, который горит в зажигалках. Но в атмосфере Титана нет кислорода.
Ученым известно, что в атмосфере Титана происходит много химических реакций. Его атмосфера имеет оранжевый цвет из-за большого количества химических примесей. В июле этого года благодаря JWST ученые получили новые данные, позволяющие предположить присутствие нового вещества в атмосфере спутника. Вещество связано с метаном и является продуктом его распада. Это очень важное открытие. Следующим шагом является поиск газов с большей молекулярной массой.
Что интересного можно увидеть на инфракрасных изображениях Марса
Разница в изображениях Марса, полученных в инфракрасном и видимом спектрах, заметна даже неспециалисту. Эта планета, как и Земля, вращается вокруг собственной оси. И период этого вращения немного больше, чем земной.
Сутки на Марсе длятся где-то 24,5 часа. Во время этого вращения на части планеты царит день, а на другой части — ночь. С помощью телескопа James Webb ученые изучают, как в зависимости от места и времени его поверхность нагревается, а затем, когда планета возвращается, — остывает.
Изучение эмиссии тепла с поверхности в течение марсианских суток, раскрывает некоторые свойства самой планеты, например, термическую инерцию пород, то есть то, какое количество солнечной энергии сохраняется в них и которая затем излучается.
Если бы вы вышли летом на улицу в очень жаркий день, вам бы могло показаться, что идти по бетону или камням трудно из-за того, что они сильно нагрелись. А ночью вы бы заметили, что все эти поверхности очень холодные. Это связано с тем, что каменные материалы способны эффективно отводить тепло в окружающую среду. Однако это очень отличается от того, как ведет себя вода в бассейне. Она будет оставаться прохладной в течение дня, постепенно нагреваясь. А потом ночью определенное время будет оставаться теплой. Это называется высокой термической инерцией.
Исследуя инфракрасные изображения Марса, можно установить тип камней на его поверхности — более или менее полый. Так, регионы, которые в инфракрасном свете выглядят ярче, поглотили много солнечного света, а вот этот более бледный участок является более холодным. На спектрограмме можно увидеть химический состав атмосферы Марса.
Как найти «Планету X» или другие транснептуновые объекты
Уже более 10 лет ученые предполагают, что в Солнечной системе есть еще одна большая планета. Она может быть очень холодной и темной, поэтому ее называют «Планетой X». Она должна находиться за орбитой Нептуна — возможно, в тысячи или сотни тысяч раз дальше от Солнца, чем Земля.
Сейчас идет очень активный поиск такого тела. Первая гипотеза о его существовании была выдвинута калифорнийскими астрономами. Она базировалась на наблюдении, что на определенном участке неба за орбитой Нептуна почти нет небольших объектов. Это позволило говорить о том, что там может быть какое-то крупное небесное тело, которое не позволяет чему-то меньшему там оставаться. То есть оно как бы очистило вокруг себя определенную территорию благодаря своей гравитации, которая свидетельствует о немалой массе. Это тело и считают «Планетой X». Однако исследования, продолжавшиеся в течение последнего десятилетия, не нашли ни одного доказательства ее существования.
Телескоп James Webb был бы отличным инструментом для того, чтобы изучить уже известные объекты за орбитой Нептуна. Но он плохо подходит для поисков там каких-то новых тел. Причиной этого является его малое поле зрения. Он смотрит лишь на маленький участок неба. Если бы он попытался осмотреть все небо в поисках «Планеты X», это заняло бы очень много времени.
Для подобного поиска нужен другой телескоп, широкоугольный. Это похоже на различные камеры на телефоне. Одни из них дают хороший зум, другие позволяют охватить большую панораму. James Webb похож на ту, которая обеспечивает большое увеличение.
Однако именно сейчас конструируются инструменты, способные наблюдать за большими участками неба. Один из них создается в NASA и называется Nancy Grace Roman Space Telescope. Он позволит осматривать все небо в поисках комет и астероидов. Возможно, именно он поможет найти «Планету X», если она существует. Но если она таки будет найдена, James Webb сможет изучить ее очень подробно. То есть нужны оба типа телескопов.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
