Почему сейчас лучшее время для изучения космоса?
Homo sapiens бродят по Земле уже около 350 000 лет. Мы начинали с вытачивания каменных орудий, а сегодня изучаем далекие области космоса.
Мы даже сумели разглядеть отголоски излучения от рождения Вселенной. У нас есть формулы и теоремы, которые математически описывают все, что происходит в этом мире. Мы знаем, как движутся звезды, и знаем, что происходит в сердце нашей планеты.
Но не стоит забывать, что мы «стоим на плечах гигантов». Каждое следующее открытие происходит, благодаря прошлым открытиям и накопленным знаниям.
И двадцать первый век — лучшее время для изучения космоса. Отчасти благодаря накопленным знаниям, а отчасти благодаря тому, что человечеству посчастливилось жить через 13,8 миллиарда лет после Большого взрыва.
Экзопланеты
На протяжении нескольких веков астрономы рассуждали о гипотетическом существовании экзопланет — планет за пределами Солнечной системы. Но у них не было технологий, чтобы подтвердить свои предположения.
Все это изменилось в январе 1992 года. Александр Вольщан из обсерватории Аресибо и Дейл Фрейл из обсерватории NRAO засекли у пульсара PSR B1257+12 в 2300 световых годах от Земли объекты, похожие на экзопланеты. В течение года находку удалось подтвердить. Мы нашли наши первые экзопланеты.
На сегодняшний день нам известно уже более 4000 экзопланет в Млечном пути и 5000 кандидатов. Среди них есть и газовые гиганты, вроде Юпитера и Сатурна, и ледяные, вроде Нептуна и Урана, и даже каменистые, вроде Земли, Марса, Меркурия и Венеры. Мы даже открыли еще один тип экзопланет — мини-нептуны. Они, кстати, оказались самым распространенным типом, хотя в нашей системе нет ни одного представителя. Нет у нас и горячих Юпитеров — газовых гигантов, орбиты которых проходят вблизи их звезд.
Эти открытия значительно пополнили наши знания о системах планет, а также помогли узнать чуть больше о самой Земле, и о том, какие условия позволили жизни не только появиться, но и продержаться несколько миллиардов лет.
И это лишь самое начало. Нам предстоит еще многое узнать. С запуском TESS в прошлом году начался новый этап изучения экзопланет. Пришло время нового поколения аппаратов — TESS, CHEOPS, PLATO — и новых открытий.
Луна и Солнце
Нам повезло жить в период, когда Луна и Солнце на нашем небе примерно одного размера. Это позволяет нам в невероятных подробностях изучать корону нашей звезды.
(Miloslav Druckmüller, Peter Aniol, Shadia Habbal)
Луна отдаляется от планеты со скоростью примерно в 3,82 сантиметра в год. Примерно через 600 миллионов лет на Земле больше не будет полных затмений.
Мы присмотрелись к черной дыре
В 1783 году английский священник и естествоиспытатель Джон Мичелл первым выдвинул предположение о существовании настолько массивных объектов, что даже свет не может их покинуть. Прошло больше века, прежде чем эта идея по-настоящему заинтересовала научное сообщество. До недавнего времени эти объекты считались сугубо теоретическими.
Фото огромной черной дыры в глубине галактики М-87. Изображение: EVENT HORIZON TELESCOPE COLLABORATION
В 1978 году французский математик Жан-Пьер Люмине провел вычисления и вручную нарисовал первую иллюстрацию окрестностей горизонта событий черной дыры.
И вот лишь в прошлом году масштабная всемирная коллаборация Event Horizon Telescope (Телескоп горизонта событий) представила результат их долгой работы — первый в истории прямой снимок окрестностей сверхмассивной черной дыры в центре галактики M87 в 55 миллионах световых лет от нас. Сейчас та же команда работает над созданием «фильма».
Кольца Сатурна
Нашей Солнечной системе около 4,5 миллиарда лет, и она не всегда выглядела такой, какой мы привыкли ее видеть. Некоторые изменения происходят на наших глазах.
Благодаря данным, собранным аппаратом Кассини, мы узнали, что кольца Сатурна невероятно быстро «опадают дождем» в атмосферу планеты. По расчетам ученых, каждые полчаса внутреннее кольцо теряет олимпийский бассейн этой материи. С такой скоростью «опадания» уже через 100 миллионов лет от колец ничего не останется.
(NASA/JPL/Space Science Institute)
Также мы узнали, что кольца Сатурна относительно молоды — им всего 100 миллионов лет. Хотя насчет этого аспекта ведутся споры.
Кстати, планетологи думают, что и Юпитера могли когда-то быть кольца, которые потом сформировались в Галилеевы спутники (wiki).
Мы до сих пор не знаем, как образуются такие кольца. Но хорошо, что мы живем в период, когда они есть у Сатурна.
Астрономия гравитационных волн
В 1915 году Альберт Эйнштейн опубликовал свою Общую теорию относительности, в которой, в том числе, предсказал существование волн, которые со скоростью света двигаются по полотну пространства-времени.
Тогда у нас не было технологий, с помощью которых им можно было бы засечь. Но прошло 100 лет, и 14 сентября 2015 года человечество засекло свои первые гравитационные волны от двух столкнувшихся черных дыр. Это событие стало доказательством не только существования гравитационных волн, но и черных дыр.
Открытие породило новую область науки — астрономию гравитационных волн. С тех пор мы засекли немало новых волн от столкновений черных дыр и даже одного столкновения нейтронных звезд.
И это лишь самое начало. Астрономы предполагают, что в 2019 году им удалось засечь столкновение черной дыры и нейтронной звезды. Если это удастся подтвердить, мы получим доказательство существования бинарных систем из черной дыры и нейтронной звезды, а скорости вращения и оси этих тел помогут нам понять, как могут формироваться такие системы.
Также астрономы активно ищут mass-gap события — события, в которых одно или оба тела по массе находятся на верхнем пределе нейтронных звезд (2,5 раза массивнее Солнца) или нижнем пределе черных дыр (5 масс Солнца). Мы пока что не нашли ни одного объекта из этой «массовой щели» (mass gap).
Вперёд!
Будущее астрономии выглядит светлым как никогда. Совсем скоро заработает новое поколение космических и наземных телескопов и аппаратов. Среди них космическая обсерватория гравитационных волн LISA, преемник Хаббла телескоп James Webb Space Telescope, CHEOPS, WFIRST и ATHENA, а также наземные обсерватории Giant Magellan и Square Kilometre Array.
Готовятся аппараты, которые отправятся на Луну, Марс, к астероидам. Даже мы, люди, планируем вернуться на Луну.
Посмотрим, какие открытия нам принесет 2020!
Источник: Funscience со ссылкой на Science Alert.
