ნასას უახლესი მეთოდი ეგზოპლანეტებზე ნადირობისთვის? ჩაგიწერთ

ასტრონომიის ყველა დიდი, ამბიციური მიზნებიდან ახლა, ერთ-ერთი ყველაზე საინტერესო არის ეგზოპლანეტების, ანუ პლანეტების აღმოჩენა და დახასიათება ჩვენი მზის სისტემის გარეთ. ჩვენ ვიცით, რომ სავარაუდოდ იმდენი ეგზოპლანეტაა, რამდენიც ვარსკვლავია სამყაროში და ეს რიცხვი თითქმის აუცილებლად მოიცავს რამდენიმე პლანეტას, რომლებიც დედამიწის მსგავსია, ფაქტობრივად, ჩვენ ახლა ვიწყებთ ამ უცნაური, ახლის აღმოჩენის ზედაპირის გაკაფვას. სამყაროები.

ასტრონომებს აქვთ ისეთი ხელსაწყოები, როგორიცაა უახლესი ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპი დაეხმარონ მათ ეგზოპლანეტების იდენტიფიცირებაში და მათ ატმოსფეროში შეხედვაში, მაგრამ ამ დიდ, ცნობილ ტელესკოპებზე დაკვირვების დრო მხოლოდ ამდენია. ასე რომ, ახალი ეგზოპლანეტების პოვნაში დასახმარებლად, NASA მიმართავს არასაკმარისად ათვისებულ რესურსს: მოქალაქე მეცნიერებს.

NASA-ს ახლად გაფართოებული პროგრამა ე.წ ეგზოპლანეტის საათი იწვევს საზოგადოების წევრებს, დაეხმარონ ეგზოპლანეტების დაკვირვებაში, მონაცემთა ანალიზის იგივე მეთოდების გამოყენებით, რომლებსაც იყენებენ პროფესიონალები. იმის გასაგებად, თუ როგორ მუშაობს ის და ამ მიდგომის გამოყენებით აღმოჩენის პოტენციალი, ჩვენ ვესაუბრეთ რობს ზელემი ნასას რეაქტიული მოძრაობის ლაბორატორიიდან, ასტროფიზიკოსი და ეგზოპლანეტების საათის შემქმნელი პროგრამა.

სამოყვარულო თვალები ცას

იმის გათვალისწინებით, რომ ამჟამად 5000-ზე მეტი ცნობილი ეგზოპლანეტაა, შეიძლება ფიქრობთ, რომ ამ პლანეტებზე დაკვირვება ადვილია. მაგრამ ეს ასე არ არის. ეგზოპლანეტების უმეტესობის პირდაპირი დაკვირვება შეუძლებელია, რადგან ისინი ბევრად უფრო პატარა და ბუნდოვანია, ვიდრე ვარსკვლავები, რომელთა გარშემო ბრუნავენ. ასე რომ, მოყვარული ასტრონომები, ისევე როგორც პროფესიონალები, ეყრდნობიან ირიბ დაკვირვებებს, რათა მათ აცნობონ, რომ იქ არის პლანეტა.

Exoplanet Watch-ის ძირითადი ყურადღება გამახვილებულია პლანეტების ტიპზე, რომელსაც ეწოდება ცხელი იუპიტერი - "დიდი პლანეტები კაშკაშა ვარსკვლავების გარშემო", როგორც ზელემი აღწერს მათ - და დაკვირვება მათ ტრანზიტებზე. ტრანზიტი ხდება მაშინ, როდესაც ერთ-ერთი პლანეტა გადის ჩვენსა და მის მასპინძელ ვარსკვლავს შორის, რაც დროებით ხდის მასპინძელი ვარსკვლავის შუქს. ამ სიკაშკაშის ზუსტი დროისა და რაოდენობის დაკვირვებით, ასტრონომებს შეუძლიათ გაარკვიონ, რამდენად დიდია პლანეტა და რა მანძილზე ბრუნავს იგი ვარსკვლავისგან.

ეს არის იგივე მეთოდი, რომელსაც იყენებენ მრავალი პროფესიონალი ეგზოპლანეტებზე მონადირე ტელესკოპები, როგორიცაა NASA-ს Transiting. ეგზოპლანეტების კვლევის თანამგზავრი (TESS) ან ევროპის კოსმოსური სააგენტოს მახასიათებელი ExOPlanet Satellite (CHEOPS). ეს ორივე კოსმოსური ტელესკოპია, რაც იმას ნიშნავს, რომ ისინი იღებენ შესანიშნავ ხედს კოსმოსზე, რომელიც არ არის დაბრკოლებული დედამიწის ატმოსფეროდან, მაგრამ მათზე დროის დაკვირვება უკიდურესად შეზღუდულია.

სხვა სახმელეთო პროფესიონალური ტელესკოპები ასევე აკვირდებიან ეგზოპლანეტებს, მაგრამ ისინი აწყდებიან დიდ და არაპროგნოზირებად დაბრკოლებას: ამინდს. თუ ობსერვატორიაზე მოღრუბლული ცაა, მთელი ღამის დაკვირვებები დაიკარგება - რასაც ყველა პროფესიონალი ასტრონომი შეეხო. "ბევრი ღამე დავკარგე პირადად შეერთებული შტატების სამხრეთ-დასავლეთით, ან მაუნა კეა ჰავაიზე ამინდის გამო", - თქვა ზელემმა. ”ეს არის რისკი, რომელსაც აწარმოებთ ნებისმიერ შემთხვევით პროფესიონალურ ობსერვატორიაზე დროის გატარებით.”

თუმცა, Exoplanet Watch არის მოყვარულ ასტრონომთა ქსელი მთელი მსოფლიოდან. თუ დამკვირვებლები კითხულობენ ამდენი სხვადასხვა ადგილიდან, ამინდის ზემოქმედება მცირდება. მაშინაც კი, თუ ერთ ადგილას მოღრუბლულია, სხვა ადგილებში დამკვირვებლებს შეიძლება ჰქონდეთ მკაფიო ხედვა.

ერთად მუშაობა მთელს მსოფლიოში

ქსელი ასევე იძლევა ეგზოპლანეტებზე დაკვირვების საშუალებას, რომელთა დაკვირვება ერთი მომხმარებლისთვის შეუძლებელი იქნება. გაზის გიგანტური ეგზოპლანეტა ე.წ HD 80606 ბმაგალითად, 12 საათზე მეტი სჭირდება ვარსკვლავის ტრანზიტს. ასტრონომებმა არა მხოლოდ უნდა დააკვირდნენ ამ ტრანზიტის სრულ ხანგრძლივობას, არამედ უნდა გააკეთონ დაკვირვებები ტრანზიტის წინ და შემდეგ. გამოიყენეთ როგორც საბაზისო ხაზი და უბრალოდ არ არის საკმარისად გრძელი ღამე პლანეტაზე სრულ განაკვეთზე დასაკვირვებლად, ექსტრემის გარდა ბოძები.

2021 წლის დეკემბერში, Exoplanet Watch-ის წევრები ერთად მუშაობდნენ, რათა დააკვირდნენ ამ ტრანზიტს თავიდან ბოლომდე, მომხმარებლებიდან დაწყებული აღმოსავლეთ აზიაში, რომლებმაც შემდეგ დაკვირვებები გადასცეს ინდოეთში, შემდეგ ევროპაში, შემდეგ ჩრდილოეთ ამერიკაში, სანამ დაბრუნდნენ მომხმარებლებს Იაპონია.

ყველა ამ დამკვირვებლის მონაცემები, რომელიც მოიცავს 24 საათს, გაერთიანდა, რათა მიეღო ექვივალენტური მონაცემები ტელესკოპისთვის, რომელიც მიმაგრებულია ბუშტზე, რომელიც მთელ მსოფლიოში მოცურავს და აკვირდება მის მოძრაობას.

სხვების მიერ დაკვირვების ხელშეწყობა

ზელემი და Exoplanet Watch გუნდის სხვა წევრები მზად არიან უზრუნველყონ, რომ მოყვარულ ასტრონომებს ვინც პროექტზე მუშაობს, აღიარებულია მათი წვლილი და ბევრი მათგანი გამორჩეულია როგორც წამყვანი ავტორები in აკადემიური გამოცემები მათი მუშაობის შესახებ. მაგრამ პროექტის მიერ შესრულებული სამუშაოს უმეტესი ნაწილი არ არის მოჩვენებითი სათაურები, როგორიცაა ახალი ეგზოპლანეტების აღმოჩენა - ამის ნაცვლად, ის საუბარია იმაზე, რომ ადამიანები თავდაუზოგავად ხარჯავენ თავიანთ დროსა და ძალისხმევას, რათა უფრო დიდი სამეცნიერო აღმოჩენების გაკეთების საშუალება მისცენ ეფექტურად.

აიღეთ ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპი. ამ ფენომენალურად მძლავრ ტელესკოპს შეუძლია არა მხოლოდ ეგზოპლანეტების ამოცნობა, არამედ მათ ატმოსფეროზე დაკვირვებაც, რასაც ასტრონომიაში პრაქტიკულად ვერც ერთი სხვა ინსტრუმენტი ვერ გააკეთებს. მაგრამ დღეში მხოლოდ ამდენი საათია და დროზე დაკვირვება ძალიან ღირებულია.

„ჩვენთან პროფესიონალი ასტრონომები მოვიდნენ და გვითხრეს: „აი, არის ეს მიზანი, რომლის დაკვირვებაც მინდა. მომდევნო რამდენიმე თვე ჯეიმს უებთან ერთად, შეგიძლიათ დაგვეხმაროთ ამ მიზნის დაკვირვებაში და დროის დახვეწაში?“ ზელამი განაცხადა.

შემდეგ მოყვარული ასტრონომები Exoplanet Watch-ში მუშაობენ, რათა იპოვონ შეზღუდვები ეგზოპლანეტების ტრანზიტის დროზე, ასე რომ, როდესაც Webb აკეთებს თავის დაკვირვებას, მას აქვს საუკეთესო შანსი დაინახოს ტრანზიტი და მიიღოს იმდენი ინფორმაცია სამიზნეზე, რამდენიც მას შეუძლია.

„ეგზოპლანეტის საათი შემოდის ამ წინასწარი შემოწმების ან წინასწარი დაკვირვების გზით. ჩვენ ვეხმარებით ვადების დახვეწაში, რათა უფრო ეფექტურად გამოვიყენოთ ჯეიმს უები და ვიმედოვნებთ, რომ მისგან გაცილებით მეტი მეცნიერება მივიღოთ“, - განმარტა ზელემმა.

ტელესკოპები სხვენში

ბევრი ადამიანი, ვინც აქამდე წვლილი შეიტანა Exoplanet Watch-ში, სერიოზული მოყვარული ასტრონომებია მათ წლები გაატარეს შთამბეჭდავი ტელესკოპების შესაქმნელად და დიდი გამოცდილები არიან ეგზოპლანეტების დაკვირვებაში. მაგრამ ამ დონის ვალდებულება და აღჭურვილობა საერთოდ არ არის საჭირო და ზელემი და გუნდი მიესალმებიან ყველას, ვინც დაინტერესებულია დაკვირვებით, შეუერთდეს მათ.

ყველაზე პატარა ტელესკოპი, რომელიც აქამდე გამოიყენება დაკვირვებებში, არის მხოლოდ 3,5 ინჩი, რაც ტიპიური ზომაა პატარა დამწყებ ტელესკოპისთვის. იმის გამო, რომ დაკვირვებების უმეტესობა კეთდება ნათელ ობიექტებზე, ძალიან ძლიერი სახლის ტელესკოპები არ არის აუცილებელი.

”თქვენ არ გჭირდებათ ძალიან დიდი ტელესკოპი ამ დაკვირვებისთვის,” - თქვა ზელემმა. ”თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ბევრი ტელესკოპი, რომელიც ადამიანებს შესაძლოა ჰქონდეთ სხვენში, ავტოფარეხებში ან საცავში.”

დამკვირვებლებისთვის სასარგებლოა ციფრული კამერა, რომელიც ტელესკოპს მიამაგრებს მათი დაკვირვების ჩასაწერად, და თვალთვალის მექანიზმი, რომელიც დაეხმარება მიჰყვეს სამიზნეს ცაში გადაადგილებისას. მაგრამ პროექტში შესვლის ბარიერი იმაზე დაბალია, ვიდრე წარმოგიდგენიათ.

და მათთვის, ვისაც აწუხებს შეცდომის დაშვება და მონაცემების გაფუჭება, ზელამი ამბობს, რომ მრავალი მომხმარებლის არსებობის ძლიერი მხარე არის ის, რომ მონაცემები შეიძლება შემოწმდეს სხვებთან მიმართებაში. დაკვირვებები: „თუ თქვენ გყავთ ერთი მომხმარებელი, რომელიც შემთხვევით უშვებს შეცდომას ან იყენებს არასწორ მნიშვნელობებს მათი მონაცემების ინტერპრეტაციისას, ეს მონაცემები შეიძლება ამოიწუროს უფრო დიდი ჯგუფის მიერ. დამკვირვებლები“.

წვლილის შეტანა ტელესკოპის გარეშე

მათაც კი, ვისაც საერთოდ არ აქვს წვდომა ტელესკოპზე, მაინც შეუძლია ჩაერთოს ეგზოპლანეტის Watch პროექტში. პროექტის მეორე განშტოება, გარდა დაკვირვებისა, არის მონაცემთა ანალიზი. პროექტს აქვს წვდომა საარქივო მონაცემებზე, რომელიც მოიცავს 10 წლიან მონაცემებს 6 დიუმიანი რობოტიდან ტელესკოპი, რომელსაც უწოდებენ ავტონომიურ ობსერვატორიას, რომელიც მდებარეობს ტუსონში, არიზონაში, იგი შემოწირულია ჯგუფმა გამოიძახა წვრილმანი პლანეტების ძებნა.

ამ მონაცემთა ნაკრებში არის 2000-ზე მეტი სინათლის მრუდი, რომელიც შეიძლება მიუთითებდეს ეგზოპლანეტების ტრანზიტზე და საზოგადოებას ეწვევა დახმარება ამ მონაცემთა ანალიზში. რაღაც განსაკუთრებული ამ პროექტში არის ის, რომ ეს არ არის მონაცემთა ანალიზის ან კლასიფიკაციის გამარტივებული ტიპი, როგორც ეს ჩანს სხვა მოქალაქის სამეცნიერო პროექტებში, როგორიცაა Zooniverse. ამის ნაცვლად, მოქალაქე მეცნიერებს შეუძლიათ გამოიყენონ მონაცემთა დამუშავების ზუსტად იგივე პროგრამა, რომელსაც იყენებენ NASA-ს პროფესიონალები.

NASA-ს პროფესიონალმა ასტრონომებმა უკვე ათი წელი გაატარეს მონაცემთა ანალიზის შემუშავებასა და გამოყენებაში ინსტრუმენტი სახელწოდებით Exotic, რომელიც ოპტიმიზირებულია ისე ზუსტი და გამოსადეგი ეგზოპლანეტების კვლევისთვის, როგორც შესაძლებელია. ”და აშკარა გახდა, რომ საუკეთესო გზა იმის დასარწმუნებლად, რომ ჩვენი მომხმარებლები კარგ შედეგს იღებდნენ თავიანთი მონაცემებიდან, იყო მათთვის საშუალება, გამოიყენონ იგივე ზუსტი მონაცემთა ინსტრუმენტი,” - თქვა ზელემმა.

ინსტრუმენტი ატვირთულია ღრუბელში, რათა გაადვილდეს წვდომა მობილური ტელეფონითაც კი, ასე რომ, ახლა ვინც აქვს დრო და ინტერესი, შეუძლია ისწავლოს ეგზოპლანეტების მონაცემების დამუშავება იგივე ხელსაწყოების გამოყენებით პროფესიონალები. ისინი გადიან ყოველ ნაბიჯს, ტელესკოპიდან ნედლი მონაცემების ამოღებიდან დაკვირვებული ეგზოპლანეტის მახასიათებლების დადგენამდე.

შთააგონებს მომავალ თაობას

დაკვირვებებსა და მონაცემთა ანალიზში დახმარების მიღება გადამწყვეტია პროფესიონალი ასტრონომებისთვის, მაგრამ პროექტი ასევე მიზნად ისახავს ამ სფეროში მეტი ადამიანის შემოყვანას.

„როგორც მოქალაქის მეცნიერების პროექტს, ჩვენ გვაქვს სამეცნიერო მიზნები, მაგრამ ასევე საგანმანათლებლო მიზნები“, - თქვა ზელემმა, - შთააგონოს STEM შემსწავლელთა შემდეგი თაობა, ადამიანები, რომლებიც, იმედია, ასტრონომიაში წავიდნენ.

ეს მოიცავს ვნებიანი და უნარიანი სამოყვარულო ასტრონომიის საზოგადოების ჩართვას, მაგრამ ასევე გულისხმობს ახალი ადამიანების მოყვანას, რომლებსაც შესაძლოა ადრე ჰქონოდათ ამ ტიპის მეცნიერების გამოცდილება.

„ჩვენ ჩავრთავთ ადამიანებს, რომლებსაც არასოდეს გაუკეთებიათ ეგზოპლანეტების გამოსახულება, არასდროს გაუკეთებიათ ასტროფოტოგრაფია და არც ტელესკოპით უყურებდნენ“, - თქვა ზელემმა. უფრო გამოცდილი ჯგუფის წევრები ასწავლიან და ხელმძღვანელობენ პროექტის Slack ჯგუფში ახალ წევრებს, მხარს უჭერენ ერთმანეთს და ეხმარებიან მათ სწავლაში. "ეს მართლაც დიდი ხალხის ჯგუფია და მე ძალიან ვამაყობ მათით."

ეგზოპლანეტების კვლევის ოქროს ხანა

Exoplanet Watch-ის პროექტი განუწყვეტლივ ფართოვდება, მონაცემთა ახალი წყაროები მუდმივად ემატება აუზს, ასე რომ, ყოველთვის არის რაღაც ახალი, რომლებზეც ადამიანებმა უნდა იმუშაონ. მაგრამ Zellem-ს სურს მისი კიდევ უფრო გაფართოება, გადალახოს საზღვრები, რისი დაკვირვებაც შესაძლებელია პატარა ტელესკოპებით.

ერთი გეგმა არის იმის დანახვა, შეუძლია თუ არა საკმარისად მცირე ტელესკოპებს, რომლებიც მუშაობენ კონცერტზე, დააკვირდნენ პატარა პლანეტებს, როგორიცაა სუპერდედამიწები. კიდევ ერთი გრძელვადიანი მიზანია მასპინძელ ვარსკვლავებზე მეტი დაკვირვება პროცესში, რომელსაც ეწოდება ვარსკვლავური ცვალებადობის მონიტორინგი, რაც დაგეხმარებათ ეგზოპლანეტების ტრანზიტების უფრო ზუსტი გაზომვებით.

ყოველთვიურად მეტი ეგზოპლანეტების აღმოჩენასთან ერთად, როგორც პროფესიონალი, ასევე მოყვარული ასტრონომების პოტენციალი აღმოჩენების გაკეთების უსაზღვროა.

„ნამდვილად ისეთი შეგრძნება გვაქვს, თითქოს ეგზოპლანეტების კვლევის ოქროს ხანაში ვართ და წარმოუდგენელი და სახალისოა ამ სფეროში მუშაობა“, - თქვა ზელამმა. ”და მე ნამდვილად ვფიქრობ, რომ მოქალაქეთა მეცნიერება კვლავაც იქნება ამის დიდი ნაწილი.”

რედაქტორების რეკომენდაციები

• იხილეთ NASA-ს მოცურავი გველის რობოტის უახლესი ვერსია
• სუპერმგრძნობიარე ეგზოპლანეტებზე სანადირო ინსტრუმენტი იჭერს თავის პირველ შუქის მონაცემებს
• NASA-ს TESS-მა აღმოაჩინა 5000 ეგზოპლანეტის კანდიდატი
• NASA-მ გამოავლინა თავისი წყალზე ნადირობის მთვარე როვერის სადესანტო ადგილი
• NASA-ს სურს გამოიყენოს პატარა თანამგზავრი ეგზოპლანეტების ატმოსფეროს გამოსაკვლევად