Мы живем в золотой период планетарных транзитов

Джей Пасачефф

pic_2012_06_5.jpg

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

Изучение транзита Венеры может дать немало полезных данных, которые помогут прежде всего исследователям, работающим со станцией «Венера-Экспресс», а также тем, кто ведет поиск экзопланет. Сейчас трудно сказать, каким образом наблюдение этого явления поможет интерпретировать данные, полученные от дальних звезд. Однако оно случается столь редко, что мы должны приложить максимум усилий и зафиксировать его самыми совершенными приборами. Это наша обязанность перед астрономами будущего, чтобы те в 2117 году не упрекнули нас в небрежности. В конце концов, никто не может сказать заранее, что жизненно необходимо сделать сейчас для успешного развития науки будущего.

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

Разные разности
Пингвины во сне
Все мы знаем, как важен сон. В этом смысле очень тяжело молодым мамам. Первый месяц-два, когда детеныша надо кормить каждые три часа, о ночном сне можно забыть. И это тяжело, женщины знают. А как животные с этим справляются? Например — птицы? Би...
Долгожители обязаны вирусам
Почему при прочих равных условиях одни доживают до ста лет, а другие — нет? Исследователи из Копенгагенского университета решили поискать ответ на этот вопрос в кишечнике долгожителей, а точнее — в том гигантском сообществе бактерий, которы...
Сердце требует движения
Огромное количество исследователей во всем мире изучает сердечно-сосудистые заболевания и пытается найти универсальное решение. И на самом деле все они сходятся в одном: универсальное решение есть, и это — движение.
Фантастический телескоп
Два года назад NASA запустило в космос уникальную инфракрасную обсерваторию, до сей поры невиданную — телескоп Джеймс Уэбб. Мы уже рассказывали об этом, но не грех и повторить, потому что это настоящее рукотворное чудо.