Мы живем в золотой период планетарных транзитов
 |
|
Как видно на снимках, полученных спутником НАСА TRACE, Венера еще не зашла полностью на солнечный диск, а слой ее атмосферы уже светится за счет преломления солнечных лучей |
В связи с этим наблюдения транзита Венеры в XXI веке очень важны. Не случайно симпозиум Международного астрономического союза проходил в июне 2004 года в Мач-Хул, где Хоррок провел первые наблюдения явления. Я не стал полагаться на переменчивую британскую погоду и вместе со своими студентами уехал в Грецию, где мы провели прекрасные наблюдения прохождения Венеры. Более того, стараясь разрешить загадку темного промежутка, я договорился с администрацией спутника НАСА TRACE (от Transition Region and Coronal Explorer), чтобы они тщательно наблюдали момент прохождения Венеры и увеличили скорость получения изображений. Дело в том, что этот спутник мог наблюдать лишь шестую часть солнечного диска, поэтому надо было навести его на нужное место. В результате удалось снять момент, когда по мере вхождения Венеры в диск начал светиться тонкий слой ее атмосферы. Подобные же наблюдения с использованием ПЗС-матриц провели многие обсерватории. Они позволили установить, что светящийся участок явно неоднороден, и дать количественную оценку этой неоднородности. Изучая ее, можно делать выводы об изменении высоты облачного слоя на разных широтах и соответственно о ветровых потоках в верхней части атмосферы Венеры. При этом видна вся атмосфера планеты, от полюса до полюса. А при наблюдениях со спутника каждый раз виден небольшой ее участок, причем отнюдь не все широты доступны для наблюдения. Мы хорошо сотрудничаем с командой «Венера-Экспресс», помогая им разобраться со строением венерианской атмосферы. Важная информация была получена как о падении интенсивности солнечного излучения из-за того, что часть диска покрыта планетой, так и об изменении разброса значений этой интенсивности по мере прохождения планеты. Это позволяет оценить надежность измерений — например, разброс значений интенсивности при прохождении Меркурия в год активного Солнца не позволил обнаружить эту планету по данным транзита, хотя она была прекрасно видна в телескоп. Такие выводы важны для того, чтобы избавляться от артефактов при поиске экзопланет.
Я считаю, что нам удалось отгадать и загадку темного промежутка, которая несколько столетий мучила астрономов. Лет десять назад я понял: есть простой способ проверить гипотезу о том, что он возникает как проявление атмосфер Земли и Венеры. Для этого я нашел в архиве спутниковых наблюдений за Солнцем изображения, которые связаны с транзитом Меркурия, случившимся в 1999 году. На них этот промежуток тоже присутствовал. Однако на Меркурии нет атмосферы, а наблюдения велись из безвоздушного пространства. Возникло предположение, что причиной служат конечный размер телескопа и резкое падение интенсивности солнечного света на внешней границе фотосферы. Мы обработали изображения, полученные во время транзита Венеры 2004 года, убрали возможные вклады от этих двух факторов, и темный промежуток исчез. Он оказался такой же оптической иллюзией, как марсианские каналы. Я считаю, что этого загадочного явления больше нет.
За прошедшие восемь лет оборудование стало гораздо лучше, что позволяет отснять нынешний транзит с гораздо большей точностью. Мы договорились о наблюдениях транзита с несколькими орбитальными солнечными обсерваториями: японской «Хиноде», американской Солнечной динамической обсерваторией. Также будут проходить измерения с помощью приборов спутников НАСА ACRIMsat и SORCE/TIM, которые, в частности, измеряют полный поток излучения от Солнца. Первые две обсерватории дадут возможность получить изображения атмосферы Венеры в разных частотных диапазонах, вторые же работают по тому же принципу, который используют исследователи экзопланет. Аналогичные измерения, проведенные на нескольких наземных телескопах также в разных частотных диапазонах, помогут исследователям, занятым поисками экзопланет, лучше понимать результаты их наблюдений. Интересно и то, что сейчас год активного Солнца, и мы можем сравнить данные с получеными восемь лет назад при малой солнечной активности. Если у других звезд также есть периоды активности и спокойствия, такое сравнение даст новую информацию их наблюдателям.
Многие считают, что следующий транзит Венеры мы увидим только в 2117 году. Я тоже так думал, пока не узнал, что Давид Эренрейх из гренобльского Института планетологии и астрофизики выиграл время для наблюдений июньского транзита Венеры с Луны. Как это сделать? Конечно, не с помощью лунной экспедиции: орбитальный телескоп Хаббл обладает достаточно высокой чувствительностью, чтобы с его помощью попытаться разглядеть, как в зеркале, отражение транзита Венеры от поверхности Луны. Ведь Луна светит отраженным солнечным светом, и при прохождении Венеры интенсивность этого свечения уменьшится. В случае удачи в руках астрономов окажется новый метод исследования. В сентябре нынешнего года, если позволят обстоятельства, такое же зеркало можно сделать из Юпитера. Этот эксперимент был бы очень интересен для подготовки к другому периоду наблюдений — дело в том, что 5 января 2014 года Земля пройдет между Солнцем и Юпитером. Если отладить методику к 2014 году, то впервые будут проведены наблюдения транзита планеты, на которой существует развитая цивилизация. В следующий раз такая возможность представится лишь в 2026 году. 21 декабря 2012 года Венера пройдет между Солнцем и Сатурном. К нашему большому счастью, сейчас на орбите Сатурна есть отличный прибор — автоматическая станция «Кассини». С Филом Николсоном из Корнелловского университета мы уже договорились о выделении времени для наблюдений транзита Венеры по отношению к Сатурну. Этот транзит повторится лишь в 2028 году. Нам посчастливилось жить в поистине золотом периоде планетных транзитов, и астрономы могут извлечь из этого максимум пользы.
Директор обсерватории Хопкинса при колледже Уильямса, руководитель рабочей группы Международного союза астрономов по солнечным затмениям
Джей Пасачефф