Из всех больших и амбициозных целей в астрономии прямо сейчас одной из самых захватывающих является открытие и характеристика экзопланет или планет за пределами нашей Солнечной системы. Мы знаем, что экзопланет, вероятно, столько же, сколько звезд во Вселенной, и что это число почти наверняка включает некоторые планеты, похожие на Землю. На самом деле, мы только начинаем исследовать эти странные, новые миры.
Содержание
- Любительские взгляды в небо
- Совместная работа по всему миру
- Содействие наблюдениям других
- Телескопы на чердаке
- Участие без телескопа
- Вдохновляя следующее поколение
- Золотой век исследований экзопланет
У астрономов есть такие инструменты, как передовые Космический телескоп Джеймса Уэбба чтобы помочь им идентифицировать экзопланеты и заглянуть в их атмосферы, но на этих больших знаменитых телескопах доступно очень мало времени для наблюдений. Поэтому, чтобы помочь найти новые экзопланеты, НАСА обращается к малоиспользуемому ресурсу: гражданским ученым.
Рекомендуемые видео
Недавно расширенная программа НАСА под названием Экзопланетные часы приглашает представителей общественности помочь наблюдать за экзопланетами, используя те же методы анализа данных, которые используют профессионалы. Чтобы узнать о том, как это работает, и о возможностях открытия с помощью этого подхода, мы поговорили с Робом Зеллем из Лаборатории реактивного движения НАСА, астрофизик и создатель Exoplanet Watch. программа.
Любительские взгляды в небо
Учитывая, что в настоящее время известно более 5000 экзопланет, вы можете подумать, что эти планеты легко наблюдать. Но это не так. Большинство экзопланет невозможно наблюдать напрямую, потому что они намного меньше и тусклее, чем звезды, вокруг которых они вращаются. Поэтому астрономы-любители, как и профессионалы, полагаются на косвенные наблюдения, чтобы узнать, что там есть планета.
Основное внимание Exoplanet Watch сосредоточено на изучении планет, называемых горячим Юпитером — «больших планетах вокруг ярких звезд», как их описывает Зеллем, — и наблюдении за их транзитами. Транзит происходит, когда одна из планет проходит между нами и ее звездой-хозяином, временно делая свет от звезды-хозяина тусклым. Наблюдая за точным временем и величиной этого падения яркости, астрономы могут определить, насколько велика планета и как далеко она вращается от своей звезды.
Это тот же метод, который используется многими профессиональными телескопами для поиска экзопланет, такими как Транзитный телескоп НАСА. Exoplanet Survey Satellite (TESS) или характеризующий спутник ExOPlanet Европейского космического агентства (ХЕОПС). Это оба космических телескопа, а это означает, что они обеспечивают великолепный обзор космоса, свободного от земной атмосферы, но время наблюдения на них крайне ограничено.
Другие наземные профессиональные телескопы также наблюдают за экзопланетами, но сталкиваются с большим и непредсказуемым препятствием: погодой. Если небо над обсерваторией облачное, будут потеряны наблюдения за целую ночь — с этим сталкивался каждый профессиональный астроном. «Я лично потерял много ночей на юго-западе Соединенных Штатов или в Мауна-Кеа на Гавайях из-за погоды», — сказал Зеллем. «Это риск, которому вы подвергаетесь, получая время в любой случайной профессиональной обсерватории».
Однако Exoplanet Watch — это сеть астрономов-любителей со всего мира. Благодаря тому, что наблюдатели снимают показания из стольких разных мест, влияние погоды смягчается. Даже если в одном месте облачно, наблюдатели в других местах могут иметь четкое представление.
Совместная работа по всему миру
Сеть также позволяет наблюдать за экзопланетами, которые не мог бы наблюдать один пользователь. Экзопланета газового гиганта под названием HD 80606 б, например, требуется более 12 часов, чтобы пройти через свою звезду. Астрономам необходимо не только наблюдать всю продолжительность этого перехода, но также проводить наблюдения до и после перехода в использовать в качестве базового уровня, и просто нет достаточно долгой ночи, чтобы наблюдать все время где-либо на планете, кроме экстремальных столбы.
В декабре 2021 года члены Exoplanet Watch вместе наблюдали за этим полным переходом от начала до конца, начиная с пользователей. в Восточной Азии, которые затем передавали наблюдения в Индию, затем в Европу, затем в Северную Америку, прежде чем вернуться к пользователям в Япония.
Данные от всех этих наблюдателей за 24 часа были объединены, чтобы получить эквивалентные данные для телескопа, прикрепленного к воздушному шару, летящему по всему миру и наблюдающему за его движением.
Содействие наблюдениям других
Зеллем и другие члены команды Exoplanet Watch стремятся к тому, чтобы астрономы-любители вклад тех, кто работает над проектом, признан, и многие из них были отмечены в качестве ведущих авторов. в академические публикации об их работе. Но большая часть работы, проделанной проектом, связана не с кричащими заголовками, такими как открытие совершенно новых экзопланет, а с о людях, бескорыстно жертвующих своим временем и усилиями, чтобы сделать большие научные открытия более совершенными. эффективно.
Возьмите космический телескоп Джеймса Уэбба. Этот феноменально мощный телескоп может не только идентифицировать экзопланеты, но и наблюдать за их атмосферами, чего практически не может сделать ни один другой инструмент в астрономии. Но в сутках не так много часов, и время наблюдения высоко ценится.
«К нам приходили профессиональные астрономы и говорили: «Эй, вот эта цель, которую я хочу наблюдать в следующие несколько месяцев с Джеймсом Уэббом, можете ли вы помочь нам наблюдать за этой целью и уточнить время?» Зеллам сказал.
Затем астрономы-любители из «Наблюдения за экзопланетами» работают над определением ограничений на время прохождения экзопланет, поэтому, когда Уэбб делает свои наблюдения, у него есть наилучшие шансы увидеть транзит и получить как можно больше информации о цели. может.
«Куда приходит Exoplanet Watch, так это проводить предварительную проверку или предварительные наблюдения. Мы помогаем уточнить время, чтобы мы могли более эффективно использовать Джеймса Уэбба и, надеюсь, получить от этого гораздо больше науки», — объяснил Зеллем.
Телескопы на чердаке
Многие из людей, которые до сих пор внесли свой вклад в Exoplanet Watch, являются серьезными астрономами-любителями, которые потратили годы на создание впечатляющих телескопов и имеют большой опыт в наблюдениях за экзопланетами. Но такой уровень приверженности и оборудования вовсе не требуется, и Зеллем и его команда приглашают всех, кто заинтересован в наблюдении, присоединиться к ним.
Самый маленький телескоп, который до сих пор использовался в наблюдениях, составляет всего 3,5 дюйма, что является типичным размером для небольшого стартового телескопа. Поскольку большинство наблюдений производится за яркими объектами, очень мощные домашние телескопы не нужны.
«Для этих наблюдений не нужен очень большой телескоп, — сказал Зеллем. «На самом деле вы можете использовать множество телескопов, которые люди могут висеть на чердаках, в гаражах или на складах».
Для наблюдателей полезно иметь цифровую камеру, прикрепленную к их телескопу, чтобы записывать свои наблюдения, и механизм слежения, помогающий следить за целью, когда она движется по небу. Но барьер для входа в проект ниже, чем вы можете себе представить.
А для тех, кто беспокоится о том, чтобы сделать ошибку и испортить данные, Зеллам говорит, что преимущество наличия нескольких пользователей заключается в том, что данные можно сравнивать с другими. наблюдения: «Если у вас есть один пользователь, который случайно делает ошибку или использует неправильные значения при интерпретации своих данных, эти данные могут быть отсеяны большей группой пользователей. наблюдатели».
Участие без телескопа
Даже те, у кого вообще нет доступа к телескопу, могут принять участие в проекте Exoplanet Watch. Второй ветвью проекта, помимо наблюдений, является анализ данных. Проект имеет доступ к архивным данным, включающим данные за 10 лет с 6-дюймового роботизированного телескоп, называемый автономной обсерваторией, расположенный в Тусоне, штат Аризона, был подарен группа под названием Поиск планеты своими руками.
В этом наборе данных содержится более 2000 кривых блеска, которые могут указывать на транзит экзопланеты, и общественности предлагается помочь с анализом этих данных. Что-то особенное в этом проекте, однако, заключается в том, что это не упрощенный тип анализа или классификации данных, как это видно в других проектах гражданской науки, таких как проекты на Зоониверс. Вместо этого гражданские ученые могут использовать ту же самую программу обработки данных, которую используют профессионалы в НАСА.
Профессиональные астрономы НАСА уже десять лет разрабатывали и использовали анализ данных. инструмент под названием Exotic, который был оптимизирован, чтобы быть таким же точным и полезным для исследования экзопланет, как возможный. «И стало совершенно очевидным, что лучший способ убедиться, что наши пользователи получают хорошие результаты от своих данных, — это позволить им использовать один и тот же инструмент для работы с данными», — сказал Зеллем.
Инструмент был загружен в облако, чтобы упростить доступ к нему даже на мобильном телефоне, так что теперь любой, кто имеет время и интерес может научиться обрабатывать данные экзопланеты с помощью тех же инструментов, что и профессионалы. Они проходят каждый шаг, от сбора необработанных данных с телескопа до определения характеристик наблюдаемой экзопланеты.
Вдохновляя следующее поколение
Получение помощи в наблюдениях и анализе данных имеет решающее значение для профессиональных астрономов, но проект также направлен на привлечение большего числа людей в поле.
«Как гражданский научный проект, у нас есть научные цели, но также и образовательные цели, — сказал Зеллем, — чтобы вдохновить следующее поколение учащихся STEM, людей, которые, надеюсь, могут заняться астрономией».
Это включает в себя привлечение страстного и способного сообщества астрономов-любителей, а также привлечение новых людей, у которых раньше не было опыта в этом виде науки.
«Мы привлекаем людей, которые никогда не делали снимки экзопланет, никогда не занимались астрофотографией и даже не смотрели в телескоп», — сказал Зеллем. Более опытные члены группы обучают и направляют новых участников в группе Slack проекта, поддерживая друг друга и помогая им учиться. «Это действительно замечательная группа людей, и я так горжусь ими».
Золотой век исследований экзопланет
Проект Exoplanet Watch постоянно расширяется, в пул постоянно добавляются новые источники данных, поэтому людям всегда есть над чем работать. Но Зеллем хочет расширить его еще больше, раздвинув границы того, что можно наблюдать с помощью небольших телескопов.
Один из планов состоит в том, чтобы посмотреть, сможет ли достаточное количество небольших телескопов, работающих совместно, наблюдать за меньшими планетами, такими как те, которые называются суперземлями. Еще одна долгосрочная цель — провести больше наблюдений за родительскими звездами в процессе, называемом мониторингом звездной изменчивости, который может помочь с более точными измерениями транзитов экзопланет.
Поскольку каждый месяц открывается все больше экзопланет, возможности как профессиональных астрономов, так и астрономов-любителей делать открытия безграничны.
«Действительно кажется, что мы находимся в золотом веке исследований экзопланет, и это невероятно и очень весело — иметь возможность работать в этой области», — сказал Зеллам. «И я действительно думаю, что гражданская наука будет по-прежнему составлять большую часть этого».
Рекомендации редакции
- Ознакомьтесь с последней версией скользящего робота-змеи НАСА.
- Сверхчувствительный инструмент для поиска экзопланет зафиксировал первые данные о свете
- TESS НАСА обнаружил 5000 кандидатов в экзопланеты
- НАСА показало место посадки своего лунохода, который охотится за водой
- НАСА хочет использовать крошечный спутник для исследования атмосфер экзопланет
