Вторая жизнь "Кеплера"
Это не единственные открытия «Кеплера». Список открытых им объектов интереса растет с каждым днем, потому что сотрудники научной группы и помогающие им астрономы-любители работают непрерывно и выуживают из данных, накопленных за четыре года наблюдений, доказательства существования все новых и новых внесолнечных планет, в том числе и землеподобных. Тут, возможно, следует объяснить, почему эти доказательства нужно «выуживать». Зонд «Кеплер» - это, в сущности, гигантский сверхчувствительный спектрограф, постоянно направленный на один и тот же небольшой участок неба, в котором видно 150 тысяч звезд. Этот участок, то есть эти звезды, он фотографирует каждые 30 минут, и его прибор измеряет их яркость.
Если во время такого наблюдения на фоне диска звезды проходит обращающаяся вокруг нее планета, то яркость звезды слегка затмевается, и спектрограф улавливает это изменение. Но такое уменьшение яркости может быть вызвано десятком других причин, поэтому, обнаружив один такой спад, необходимо следить за звездой в поисках следующих. Если спад вызван прохождением (транзитом) планеты перед диском звезды, то он должен повторяться регулярно, по завершении каждого оборота планеты по орбите. Но эта регулярность может быть искажена – например, наличием у звезды других планет. В итоге все фотографии «заподозренной» звезды должны быть расшифрованы, сопоставлены друг с другом, тщательно проанализированы и так далее, и только после этого, убедившись, что полученные данные удовлетворяют определенным критериям, ученые объявляют, что планета или планеты действительно существуют и имеют такие-то параметры (эти параметры, в свою очередь, вычисляются по тонким деталям процесса изменения звездной яркости во время затмения звезды планетой).
Неудивительно, что количество вызывающих интерес (или «заподозренных») объектов, обнаруженных «Кеплером», намного превышает число тех, которые ученые успели на данный момент проанализировать. В начале 2013 года ученые нашли в снимках «Кеплера» 2740 объектов, которые были с уверенностью переведены в разряд кандидатов в экзопланеты. К концу 2013 года число таких объектов уже возросло до 3000. Но из кандидатов в планеты кеплеровский объект должен быть еще переведен в разряд планет, подтвержденных другими наблюдениями. Поэтому на конец 2013 года подтвержденных экзопланет насчитывается около 100. А потенциально обитаемых, у которых коэффициент сходства с Землей больше 0,50, всего 12.
Но тут нужно добавить, что, опираясь на отношение числа обследованных «Кеплером» звезд, у которых оказались планеты и планетные семьи, к общему числу звезд в нашей галактике Млечный Путь, ученые в январе 2013 года оценили общее число возможных планет в Млечном Пути в 17 миллиардов. Это значит, что каждая шестая звезда Млечного Пути может иметь планету, и потому даже среди десятка самых ближайших к Солнцу звезд хотя бы одна должна иметь хоть какую-то планету (которую, в силу такой близости, возможно, удастся разглядеть в телескоп). Сравните эту сегодняшнюю оценку с ситуацией 20-летней давности. 20 лет назад астрономы открыли первую внесолнечную планету. Сегодня кандидатов в такие планеты в одном маленьком участке неба насчитывается несколько тысяч, а всего в галактике – миллиарды.
Это изменение в астрономических знаниях трудно назвать иначе, чем революцией, и многие ученые действительно говорят, что мы переживаем сегодня «вторую коперниканскую революцию». И одним из главных вкладов в эту революцию внесли, конечно, открытия «Кеплера». Понятно, каким тяжелым ударом по надеждам наблюдательной астрономии стала весть о том, что этот бесценный телескоп вышел из строя.
«Кеплер» вел свои наблюдения очень далеко от Земли. Он был выведен на самостоятельную орбиту вокруг Солнца и около четырех лет обращался по ней, сохраняя абсолютно точную ориентацию на тот участок неба, который фотографировал. Понятно, что нарушение этой ориентации нарушило бы и точность наблюдений. Но Солнце, питавшее своей энергией солнечные батареи зонда, одновременно оказывало на них световое давление, которое непрерывно отклоняло зонд от нужного положения. Это отклонение столь же непрерывно компенсировалось поворотом четырех колес ориентации. В марте 2012 года одно из этих колес вышло из строя, но три оставшихся вполне успешно справлялись со своей задачей, и руководство НАСА даже запланировало продлить миссию «Кеплера» еще на четыре года. Но через год, в марте 2013 года, произошла еще одна поломка: вышло из строя второе колесо, и все попытки инженеров дистанционно его исправить не привели к успеху. «Кеплер» потерял ориентацию и вышел из строя. Его показания стали бесполезны.
Но вот теперь, меньше чем через год, астрономический мир облетело радостное известие: инженеры НАСА придумали план частичного возвращения «Кеплера» в строй. План этот назван «К2». Он предполагает поворот зонда в такое положение, чтобы в определенных местах его орбиты лучи Солнца обтекали его со всех сторон равномерно и тем самым не оказывали отклоняющего давления. В этих местах орбиты зонд сможет, как и раньше, точно сориентироваться на определенный участок неба. Уже подсчитано, какое время зонд сможет собирать точную информацию в каждом таком участке и сколько этих участков будет на его орбите. Более того, первые пробные испытания плана «К2», проведенные в октябре 2013 года, вроде бы показали положительные результаты. Таким образом, появилась надежда, что «Кеплер», возможно, ожидает вторая жизнь. Именно это сообщение и вдохновило меня на нынешний очерк и его обнадеживающее название.
Рафаил Нудельман
"Окна", 9.01.2013