НАСА-ин најновији метод за лов на егзопланете? Ангажовање те

Од свих великих, амбициозних циљева у астрономији тренутно, један од најузбудљивијих је откриће и карактеризација егзопланета, или планета изван нашег Сунчевог система. Знамо да вероватно постоји онолико егзопланета колико и звезда у свемиру, и да је овај број готово сигурно укључује неке планете које су попут Земље, у ствари, тек почињемо да загребемо површину откривања ових чудних, нових светове.

Астрономи имају алате попут најсавременије Свемирски телескоп Џејмс Веб да им помогне да идентификују егзопланете и завире у њихову атмосферу, али на овим великим, познатим телескопима постоји само толико времена за посматрање. Да би помогла у проналажењу нових егзопланета, НАСА се окреће недовољно искоришћеном ресурсу: научницима грађанима.

Новопроширени НАСА програм тзв

Екопланет Ватцх позива чланове јавности да помогну у посматрању егзопланета користећи исте методе анализе података које користе професионалци. Да бисмо сазнали како то функционише и потенцијал за откривање помоћу овог приступа, разговарали смо са Робом Зеллем из НАСА Лабораторије за млазни погон, астрофизичар и креатор Екопланет Ватцх-а програм.

Аматерске очи упрте у небо

С обзиром да сада постоји преко 5.000 познатих егзопланета, могли бисте помислити да је ове планете лако посматрати. Али то није случај. Већина егзопланета је немогуће директно посматрати, јер су много мање и тамније од звезда око којих круже. Дакле, астрономи аматери, баш као и професионалци, ослањају се на индиректна запажања како би знали да постоји планета.

Примарни фокус Екопланет Ватцх-а је посматрање врсте планете која се зове врући Јупитер — „велике планете око сјајних звезда“, како их Зеллем описује — и посматрање њихових транзита. Транзит се дешава када једна од планета прође између нас и звезде домаћина, привремено чинећи светлост звезде домаћина пригушеним. Посматрајући тачно време и количину овог пада осветљености, астрономи могу да утврде колика је планета и колико далеко кружи од своје звезде.

Ово је исти метод који користе многи професионални телескопи за лов на егзопланете, као што је НАСА-ин Транситинг Екопланет Сурвеи Сателлите (ТЕСС) или сателит Екопланет који карактерише Европска свемирска агенција (ЦХЕОПС). Ово су оба телескопа заснована на свемиру, што значи да добијају сјајан поглед на свемир несметан од Земљине атмосфере, али време посматрања на њима је изузетно ограничено.

Други земаљски професионални телескопи такође посматрају егзопланете, али се суочавају са великом и непредвидивом препреком: временом. Ако постоји облачно небо над опсерваторијом, посматрања целе ноћи ће бити изгубљена - нешто са чиме се бавио сваки професионални астроном. „Постоји много ноћи које сам лично изгубио на југозападу Сједињених Држава, или у Мауна Кеи на Хавајима, због временских прилика“, рекао је Зеллем. „То је ризик који ризикујете добијајући време на било којој насумичној професионалној опсерваторији.

Екопланет Ватцх је, међутим, мрежа астронома аматера из целог света. Тиме што посматрачи узимају очитавања са толико различитих локација, ефекти времена се ублажавају. Чак и ако је на једној локацији облачно, посматрачи на другим местима могу имати јасан поглед.

Заједнички рад широм света

Мрежа такође омогућава посматрање егзопланета које би било немогуће посматрати једном кориснику. Егзопланета гасног гиганта тзв ХД 80606 б, на пример, потребно је више од 12 сати да пређе своју звезду. Астрономи морају не само да посматрају пуно трајање овог транзита, већ морају и да врше запажања пре и после транзита у користити као основну линију, и једноставно нема довољно дуге ноћи да се посматра пуно радно време било где на планети осим екстремног стубови.

У децембру 2021, чланови Екопланет Ватцх-а су радили заједно на посматрању овог потпуног транзита од почетка до краја, почевши од корисника у источној Азији, који је затим предао запажања онима у Индији, затим Европи, па Северној Америци, пре него што се вратио корисницима у Јапан.

Подаци свих ових посматрача који обухватају 24 сата сакупљени су да би се добили еквивалентни подаци телескопу причвршћеном за балон који лебди око света и посматра како иде.

Омогућавање запажања од стране других

Зеллем и други чланови Екопланет Ватцх тима желе да осигурају да астрономи аматери који раде на пројекту признат је њихов допринос, а многи су представљени као главни аутори ин академске публикације о њиховом раду. Али велики део посла који је пројекат обавио не односи се на блиставе наслове попут откривања потпуно нових егзопланета – уместо тога, говори о људима који несебично донирају своје време и труд како би омогућили да се направи више великих научних открића ефикасно.

Узмите свемирски телескоп Јамес Вебб. Овај феноменално моћан телескоп не само да може да идентификује егзопланете, већ може и да посматра њихову атмосферу, нешто што практично ниједан други алат у астрономији не може да уради. Али има само толико сати у дану, а време посматрања је веома цењено.

„Дошли су нам професионални астрономи и рекли: „Хеј, постоји ова мета коју желим да посматрам у наредних неколико месеци са Џејмсом Вебом, можете ли нам помоћи да посматрамо овај циљ и прецизирамо тајминг?’“ Зелам. рекао.

Затим астрономи аматери у Екопланет Ватцх раде на проналажењу ограничења у времену транзита егзопланета, па када Веб врши своја запажања, има најбољу могућу шансу да види транзит и добије што више информација о мети моћи.

„Тамо где Екопланет Ватцх долази на сцену је обављање ове пре-провере или пре-посматрања. Помажемо да прецизирамо тајминге како бисмо могли ефикасније да користимо Џејмса Веба и надамо се да ћемо из тога извући много више науке“, објаснио је Зеллем.

Телескопи на тавану

Многи људи који су до сада допринели Екопланет Ватцх-у су озбиљни астрономи аматери који провели су године правећи импресивне телескопе и веома су искусни у посматрању егзопланета. Али тај ниво посвећености и опреме уопште није потребан, а Зеллем и тим поздрављају свакога ко је заинтересован за посматрање да им се придружи.

Најмањи телескоп који се до сада користио у посматрањима је само 3,5 инча, што је типична величина за мали почетни телескоп. Пошто је већина посматрања направљена од светлих објеката, веома моћни кућни телескопи нису неопходни.

„Не треба вам веома велики телескоп да бисте обавили ова посматрања“, рекао је Зеллем. „Можете да користите много телескопа које људи могу да виси на својим таванима или у својим гаражама или у складишту.

За посматраче је корисно да имају дигиталну камеру коју могу причврстити на свој телескоп како би снимили своја запажања и механизам за праћење који би помогао у праћењу мете док се креће по небу. Али баријера за улазак у пројекат је нижа него што можете замислити.

А за оне који су забринути да ће направити грешку и забрљати податке, Зелам каже да је снага више корисника то што се подаци могу проверити у односу на друге запажања: „Ако имате једног корисника који случајно направи грешку или користи погрешне вредности при тумачењу својих података, те податке може избацити већа група посматрачи“.

Допринос без телескопа

Чак и они који уопште немају приступ телескопу и даље могу да се укључе у пројекат Екопланет Ватцх. Друга грана пројекта, поред запажања, је анализа података. Пројекат има приступ архивским подацима који укључују 10 година података из 6-инчног робота телескоп, назван аутономна опсерваторија, који се налази у Тусону, Аризона, донирао га је група зове ДИИ Планет Сеарцх.

У овом скупу података постоји преко 2.000 светлосних кривуља које би могле указивати на транзит егзопланета, а јавност се позива да помогне у овој анализи података. Нешто посебно у вези са овим пројектом, међутим, јесте то што то није поједностављена врста анализе или класификације података, као што се види у другим научним пројектима за грађане попут оних на Зоониверсе. Уместо тога, научници грађани могу да користе потпуно исти програм за обраду података који користе професионалци у НАСА-и.

Професионални астрономи у НАСА-и већ су провели деценију развијајући и користећи анализу података алат под називом Екотиц, који је оптимизован да буде тачан и користан за истраживање егзопланета као могуће. „И постало је веома очигледно да је најбољи начин да се уверимо да наши корисници добијају добре резултате из својих података јесте да им дозволимо да користе исти алат за податке“, рекао је Зеллем.

Алат је постављен у облак да би му олакшао приступ чак и на мобилном телефону, тако да сада свако ко има времена и интересовања може научити како да обрађује податке о егзопланети користећи исте алате као и професионалци. Они пролазе кроз сваки корак, од узимања необрађених података са телескопа до одређивања карактеристика посматране егзопланете.

Инспиришући следећу генерацију

Добивање помоћи у запажањима и анализи података је кључно за професионалне астрономе, али пројекат такође има за циљ да доведе више људи на терен.

„Као грађански научни пројекат, имамо научне циљеве, али и образовне циљеве“, рекао је Зеллем, „да инспиришемо следећу генерацију ученика СТЕМ-а, људе који би, надамо се, могли да се баве астрономијом.

То укључује ангажовање страствене и способне аматерске астрономске заједнице, али такође укључује довођење нових људи који су можда раније имали мало или нимало искуства са овом врстом науке.

„Укључујемо људе који никада нису радили снимање егзопланета, никада нису радили астрофотографију или чак гледали кроз телескоп“, рекао је Зеллем. Искуснији чланови групе подучавају и воде новије чланове у Слацк групи пројекта, подржавајући једни друге и помажући им да уче. "То је заиста сјајна група људи и тако сам поносан на њих."

Златно доба истраживања егзопланета

Пројекат Екопланет Ватцх се стално шири, са новим изворима података који се стално додају у скуп, тако да увек постоји нешто ново на чему људи могу да раде. Али Зеллем жели да га још више прошири, померајући границе онога што се може посматрати мањим телескопима.

Један од планова је да се види да ли довољно малих телескопа који раде заједно могу да посматрају мање планете, као што су оне које се зову супер-Земље. Још један дугорочни циљ је да се узме више посматрања звезда домаћина у процесу који се зове праћење варијабилности звезда, што може помоћи у прецизнијим мерењима транзита егзопланета.

Са више егзопланета које се откривају сваког месеца, потенцијал за професионалне и аматерске астрономе да дођу до открића је неограничен.

„Заиста се осећам као да смо у златном добу истраживања егзопланета, и невероватно је и забавно радити на овом пољу“, рекао је Зелам. "И заиста мислим да ће грађанска наука и даље бити велики део овога."

Препоруке уредника

• Погледајте најновију верзију НАСА-иног робота за змију
• Супер-осетљиви инструмент за лов на егзопланете бележи своје прве светлосне податке
• НАСА-ин ТЕСС открио је 5.000 кандидата за егзопланете
• НАСА открива место слетања свог лунарног ровера за лов на воду
• НАСА жели да користи сићушни сателит да помогне у истраживању атмосфере егзопланета