היום שיגרה רקטת Soyuz-STA עם הבמה העליונה של פרגת את טלסקופ החלל האירופי CHEOPS מהקוסמודרום Kourou שבגיאנה הצרפתית. למרות שאנו מדברים על טלסקופ קטן, שתפקידו הוא אפילו לא לחפש כוכבי לכת, סביר להניח שהוא יגלה עצמים רבים כאלה. אנו מבינים מדוע זה יקרה ומה יהפוך למשימתו החשובה יותר.
היום שיגרה רקטת Soyuz-STA עם הבמה העליונה של פרגת את טלסקופ החלל האירופי CHEOPS מהקוסמודרום Kourou שבגיאנה הצרפתית. למרות שאנו מדברים על טלסקופ קטן, שתפקידו הוא אפילו לא לחפש כוכבי לכת, סביר להניח שהוא יגלה עצמים רבים כאלה. אנו מבינים מדוע זה יקרה ומה יהפוך למשימתו החשובה יותר.
Así ha sido el lanzamiento del satélite Cheops
שיגור CHEOPS באמצעות רקטת סויוז-STA עם במה עליונה של Fregat.
כיצד מחפשים כוכבי לכת
כוכב הלכת הראשון התגלה עוד בשנת 1989 בשיטת המהירות הרדיאלית. מהותו היא בחיפוש אחר עקירות תקופתיות של הכוכב, אשר "מתנועעות" במקומו במקצת מכוח הכבידה של כוכבי הלכת שלו. הסטת הכוכב חלשה מדי - קשה לראות אותה ישירות. אבל זה משנה את ספקטרום הפוטונים של קרינה ממנה, ואת זה כבר ניתן לראות בספקטרומטר היבשתי. אורך תקופת ה"נדנוד "כזה שווה לתקופת הסיבוב של כוכב הלכת מסביב לכוכב שלו.
תזוזה של כוכב במהלך ה"התנודדות "תלויה ישירות במסת כדור הארץ, כך שהשיטה אינפורמטיבית מאוד: היא מאפשרת לנו להבין איזה כוכב לכת גילינו - אנלוגי של מאדים (פי עשר יותר קל מכדור הארץ) או גז ענק (כבד פי מאות). הבעיה בשיטה היא שהיא דורשת רגישות אדירה של ציוד ותצפיות בתנאים אידיאליים - רצוי מחוץ לאטמוספירה.
יש דרך מהירה יותר למצוא כוכב לכת - כוכב מעבר. איתו אסטרונומים מתבוננים בדיסק של הכוכב המעניין אותם. כאשר בהירותו יורדת מעת לעת, פירוש הדבר כי גוף כלשהו עובר בין הכוכב לכדור הארץ. על ידי שינוי הבהירות של כוכב חייזרי, אתה יכול לקבוע את גודל כוכב הלכת הנמצא. בשיטה זו גילה טלסקופ החלל קפלר יותר מארבעת אלפי כוכבי לכת אחרים, למעשה, מה שסימן את תחילתו של עידן של מחקר אינטנסיבי של מערכות פלנטריות אחרות.
לשיטה זו יש גם מגבלות: לא כל המערכות הפלנטריות ביקום נמצאות באותו מישור כמו שלנו. כלומר, לעתים קרובות לכוכב יש כוכבי לכת, אך הם לעולם אינם עוברים בינו לבין כדור הארץ, מכיוון שכוכב הלכת הרחוק וכדור הארץ שלנו נמצאים במישורים שונים.
קל לראות כי, באופן אידיאלי, יהיה טוב ללמוד כוכבי לכת כוכבי לכת בשתי השיטות. אכן: מעבר נותן ממדים, ושיטת המהירות הרדיאלית נותנת קוטר של גוף שמימי. הכרת הפרמטרים הללו, תוכל לגלות את צפיפותו של גוף שמימי אחר. כלומר, התגוררותו האפשרית תלויה בכך.
לדוגמה, אסטרונומים גילו עשרות כוכבי לכת באזור המכונה מגורים, במרחקים כאלה מכוכבי האם, שם הטמפרטורה מאפשרת קיום חיים יבשתיים. אך האם כוכבי הלכת הללו מיושבים באמת?
ענקי הגז ב"אזור המגורים "יהיו חמים מדי: יש להם אווירה צפופה עם אפקט חממה חזק. כוכבי לכת ללא אווירה - כמו מרקורי - יהיו קרים מדי: החום לא יתעכב על פניהם. במערכת השמש, לא קשה להבדיל אחד מהשני. אבל כדי לעשות זאת במערכת אחרת, עליך לדעת את הצפיפות. ענקי הגז הם תמיד קטנים בצפיפות, כוכבי לכת מוצקים תמיד צפופים.
מרוץ עידון
טלסקופ החלל CHEOPS, שהושק ב- 18 בדצמבר 2019 על ידי סוכנות החלל האירופית, עושה בדיוק את זה. שמו מפוענח: הלוויין המאפיין כוכבי לכת אקס -פלנטיים (המאפיין את הלוויין ExOPlanets). בתיאוריה, עליו להתבונן רק במעברים של כוכבי לכת סביב כוכבים, שם כבר נמצאו סימני ה"מתנדנדים "בשיטת המהירויות הרדיאליות. כלומר, CHEOPS יבין אם כוכב הלכת (ומערכתו) שנמצאו קודם לכן בשיטת המהירויות הרדיאליות נמצא באותו מישור עם גופי מערכת השמש. ואם יתברר שזה כך, הוא יוכל להבין את הרדיוס של כוכבי לכת שכאלה.
מעניין שאסטרונומים כבר בטוחים כי CHEOPS, למרות שהוא לא אמור לגלות גופים חדשים, על פי הרעיון של יוצריו, עדיין יעשו זאת. העובדה היא שכוכבי הלכת כמעט ולא נמצאים לבד. על פי מושגים מודרניים, לכל מערכת פלנטרית יש כמה כוכבי לכת גדולים, "אמיתיים". ושיטת המהירות הרדיאלית מוצאת כוכבי לכת בקושי רב (לשם כך יש צורך בדיוק גבוה מדי של מכשירים). מבחינתו, זיהוי אמין של אות אפילו מכוכב אחד ליד כוכב אחד הוא הצלחה גדולה. שיטת המעבר מאפשרת לך למצוא את כל כוכבי הלכת החולפים החולפים בין התאורה שלך ובינינו, כך שהיא תאפשר לך "לשחזר" מערכות חייזרים ולמצוא כוכבי לכת נוספים שבהם הם עדיין ידועים ביצירה אחת.
כמה כוכבי לכת חדשים המנגנון יוכל לגלות ועד כמה הוא ירחיב את הידע שלנו על שכבר התגלו, עדיין קשה לומר. עם זאת, יתכן שיש לו תפקיד נוסף: הפיכת מועמדים לגילויים. העובדה היא שטלסקופ החלל האמריקאי "קפלר" גילה בעת ובעונה אחת 20 אלף מועמדים לכוכבי לכת, אך רק לכמה אלפים הצליח להשיג אמינות גבוהה של התגלית. השאר נותרו במעמד המועמדים, אם כי ביניהם יש גופים מעניינים רבים השוכנים באזור המגורים. אולי הלוויין האירופי החדש יאפשר להפוך חלק מהם לכוכבי לכת בעלי מעמד מאושר.
קטן אך משמעותי
CHEOPS הוא מכשיר קטן, 1.5 x 1.5 x 1.5 מטר. המסה שלו היא 280 ק"ג בלבד, והקוטר של הטלסקופ הוא 0.3 מטר. זה באמת קצת: האסטרונום החובב הרוסי גילה את שביט של בוריסוב בטלסקופ שלו, שהיה גדול פי שניים.
לכן, המשימות של המנגנון החדש נבחרו בקפידה רבה. הוא צופה בטווח האינפרא אדום הקרוב לכוכבים בהירים יחסית, ולכאלה בהם יש לפחות כוכב מועמד אחד עם תקופה של סיבוב סביב הכוכב שלו לא יותר מ -50 ימי כדור הארץ. יתר על כן, אנו מדברים במיוחד על גופים בגודל שבין כדור הארץ לנפטון - כלומר כאלה שאפשר לאכלס בהם.
כדי לא להפריע לאור השמש, CHEOPS יוכנסו למסלול קוטבי בגובה של 700 קילומטרים - כך שמצפה החלל המיני יהיה תמיד קרוב לגבול היום והלילה של כדור הארץ, ויישאר מוצל. כוכב לכת. זה חשוב מאוד, מכיוון שהוא יאפשר לכם לצפות באותו אובייקט (מערכת חייזרית) לאורך זמן ללא תקופות של "עיוורון" מצד השמש.
המכשיר, בנוסף, מצויד בחיישן מתקדם מאוד לצילום תמונות - למרבה המזל, תחום הטכנולוגיה הזה הלך רחוק בעשר השנים שחלפו מאז השקת קפלר. בשל כך, CHEOPS יראו שינויים בעקומת הזוהר של כוכבי הלכת הנגרמים כתוצאה מ"הארת "האטמוספירה שלהם על ידי כוכב האם. וזה יאפשר לברר, ראשית, האם לכדור הארץ יש בכלל אטמוספירה; שנית, במקרים מסוימים עוביו והאם יש עננים יתבהר בערך.
כל הגורמים הללו הם קריטיים להבנת המגורים הפוטנציאליים. לדוגמה, למאדים יש אווירה דקה, וענני אדי מים וגבישי קרח הם נדירים ביותר (לפני לא כל כך הרבה זמן הם האמינו שהם בכלל לא שם). לעומת זאת, על כדור הארץ יש את שניהם. לא קשה להבין מי מכוכבי הלכת הללו ייראו ראויים למגורים יותר אם אסטרונומים זרים היו צופים במערכת שלנו. כלומר, גם כאן הלוויין האירופאי יאפשר להבין טוב יותר את היכולת להתגורר בגופים רחוקים.
בואו נסכם.הלוויין האירופי החדש מראה שעם המצב העדכני, אפילו כלי רכב קטנים יחסית, קלים וזולים יכולים לתרום תרומה עצומה לחקר כוכבי לכת רחוקים. אפשר רק להצטער שלא כל המדינות מוכנות להקצות אפילו סכומים צנועים כאלה כדי להשיג תוצאות משמעותיות. למרות זאת, הדור החדש של מצפה החלל מבטיח הבנה טובה הרבה יותר של מערכות פלנטריות אחרות בשנים הקרובות.