Профессионалы на планеты в телескопы почти не смотрят

Параметры орбиты Земли и Венеры таковы, что прохождения Венеры по диску Солнца для земного наблюдателя объединяются в пары с промежутком в 8 лет, зато промежутки между парами впечатляют — около 120 лет. В результате каждая новая пара прохождений случается в новую эпоху, если говорить о совершенствовании техники наблюдений.

Очередная пара этих явлений пришлась на начало XXI века. 8 июня 2004 года астрономы-любители фотографировали прохождение планеты с помощью современной цифровой фотоаппаратуры, в архивах множество удачных фото- и даже видеозаписей. Такие же съемки ожидаются и 6 июня 2012 года. Конечно, наиболее интересны съемки вблизи второго и третьего контактов — когда маленький диск планеты касается изнутри диска Солнца. Наблюдатели надеются запечатлеть эффект Ломоносова и снова увидеть знаменитый «пупырь». Заметим, что восемь лет назад активно обсуждался вопрос, существует ли этот эффект в действительности, не связан ли он с артефактами, возникавшими из-за невысокого качества тогдашней оптики. Думается, что это не важно: начиная с 1761 года человечество знает, что у Венеры есть «знатная» атмосфера, это полностью подтвердили в ХХ веке прямые измерения с помощью советских межпланетных станций.

Страшная тайна заключается в том, что сегодня астрономы-профессионалы в телескопы на планеты почти не смотрят. После полетов советских аппаратов серий «Венера» и «Вега», американских «Пионер-Венера» и «Магеллан», а также продолжающихся исследований аппаратом ЕКА «Венера-Экспресс» дистанционные (то есть производимые с Земли) исследования планеты практически не дают ничего нового. Не представляют исключения и наблюдения Венеры на диске светила. Атмосфера планеты открыта и довольно подробно изучена (и изучается) космическими зондами. Параметры орбиты Венеры также известны достаточно хорошо, и наблюдения явлений 2004 и 2012 годов не повысят точности наших знаний в этом смысле.

Так наблюдают ли сегодня астрономы-профессионалы прохождения Венеры по диску Солнца? Оказывается, наблюдают, и дело не только в том, что «космонавту нельзя не летать». Маленький диск Венеры способен помочь в решении некоторых тонких задач, связанных с точной фотометрией. Так, например, можно оценить уровень рассеянного света, попадающего в щель спектрографа. Маленький непрозрачный диск планеты, проходя по щели, позволит оценить вклад рассеянного света в телескопе. Кроме того, наблюдения (фотометрия) деталей солнечной поверхности в тот момент, когда по ним проходит диск Венеры, дают возможность выявить тонкую структуру этих деталей, поднять разрешающую способность выше того предела, который дают конструкция телескопа вкупе с вкладом земной атмосферы. Заметим, что такие наблюдения могут быть выполнены не только в оптическом диапазоне, но, например, и в радиодиапазоне. Венера может позволить получить данные о тонкой структуре радиоисточника на Солнце, если будет «проползать» как раз над ним. Однако нужно признать, что это очень тонкие и специфические задачи. Их решение уточняет наши знания, но, как правило, не дает новых знаний.

Любопытно, что своеобразным аналогом наблюдения прохождений Венеры по диску Солнца служат наблюдения так называемых транзитов экзопланет — прохождений внесолнечных планет по дискам их «родительских» звезд. Для проведения таких наблюдений не нужно ждать сотню лет. Во-первых, звезд с транзитными эффектами обнаружено уже немало, во-вторых, многие экзопланеты движутся по очень низким орбитам, ив результате транзиты порой повторяются раз в несколько суток.

Конечно, хотелось бы заметить эффекты, связанные с прохождением света звезды сквозь атмосферы планеты, а значит, получить информацию о свойствах атмосферы... На самом деле это немыслимо сложная задача. Вспомним, что звезды очень далеки и планеты на фоне их дисков увидеть невозможно сами звездные диски даже в сильные телескопы видны в виде крошечных ярких кружков. Мы чувствуем транзит только благодаря слабому (1—5%) уменьшению общей яркости звезды в то время, когда планета перекрывает небольшую часть светового потока. Тем не менее уже зафиксированы транзитные эффекты в спектрах звезд. Пока что это касается горячих планет с мощными атмосферами на низких орбитах, когда «звездный ветер» срывает часть атмосферы с планеты и ее газовый «хвост» становится довольно масштабным. В результате удается заметить слабые изменения в спектре звезды за счет того, что часть светового потока проходит сквозь протяженный газовый «хвост» планеты. Чем не «эффект Ломоносова»? Однако надо признать, что подобные эффекты очень слабы, регистрируются на грани чувствительности и заметить их можно пока только у единичных планетных систем. Тем не менее в будущем, по мере роста чувствительности регистрирующей аппаратуры, особенно расположенной за пределами земной атмосферы, такие наблюдения могут стать весьма информативными и рассказать, например, о химическом составе атмосферы внесолнечных планет.

А пока — кто не успел провести наблюдения 6 июня, тот опоздал. Следующего прохождения Венеры по диску Солнца придется ждать 105 лет.

NASA/LMSAL/Pasachoff, Schneider and Golub

Директор астрономической обсерватории Иркутского госуниверситета
С.А. Язев