Лекция на нобеловия лауреат Мишел Майор

[valio_98]

Вчера Мишел Майор изнесе лекция, в която разказа как може да се направи следващата голяма крачка в търсенето на малки екзопланети подобни на Земята.
На 27.06 в испанския град Валенсия започна ежегодния конгрес на Европейското астрономическо дружество. Казвам конгрес, но това е една седмица, през която се провеждат едновременно тридесетина конференции – най-дългите са по 2.5-3 дни, най-късите са кратки сесии от по по няколко часа. Доколкото е възможно, организаторите се стараят да направят програмата така, че конференции по близки теми да не се застъпват. Това не винаги и възможно, особено заради странните комбинации на научни интереси у някой астрономи, но пък позволява човек да слуша много различни доклади, просто като излезе от една зала и влезе в съседната.
Освен отделните конференции, има и пленарни сесии, обикновено по обяд. Вчера пленарен доклад изнесе Мишел Майор. Едва ли има смисъл да обяснявам, че е той, заедно с тогавашния си аспирант Дидие Кело, е един от откривателите на първата планета извън слънчевата система, която се намира в орбита около звезда от слънчев тип.
Старецът – Майор е на 80 години - направи ревю на състоянието на търсенето на екзопланети, и както казах в началото, показа как може да се направи следващата голяма стъпка в тези изследвания.
Откритието на Майор беше направено през 1995 година по метода на радиалните скорости, който се базира на факта, че строго погледнаото, планетите не обикалят около звездите, а планетите –и– звездите обикалят около общия им център на масите. За страничен наблюдател изглежда, че планетата обикаля около звездата, защото центъра на масата на цялата система обикновено е много близо до центъра на звездата.
От практическа гледна точка всичко е просто – наблюдава се звездата (планетата е много слаба и в огромното болшинство от случаите изобщо не се вижда, дори с най-съвременните астрономически инструменти) получават се спектри и се измерва изменението на лъчевата скорост на звездата. Тук работи ефектът на Доплер – когато звездата се отдалечава от нас, докато се движи по орбитата си, линиите ѝ се изместват към червеното, а когато се приближава – към синьото.
Ефектът е много малък, гигантските планети с маси като на Юпитер предизвикват промени с амплитуда от порядъка на стотици метра в секунда. А интересните планети с маси като земната, предизвикват промени в радиалните скорост от порядъка на метри или дори сантиметри в секунда.
На пръв поглед всичко е лесно – трябва да строим по-точни и по-стабилни телескопи. Но не, наблюденията показаха, че звездите сами генерират „шум“ – промени от съшия порядък, като земеподобните планети заради конвекцията – това е свързано с пренасянето на топлинна енергия от ядрото на звездата към повърхността ѝ. Част от този пренос става като „нагоре“ или по-скоро „навън“ се движи горещ материал, идващ от вътрешността. Движението на материал неизбежно е свързано с Доплерово отместване на спектъра.
Майор предложи да се използват за измерване на отместването на звездните спектри сами линии, които се образуват на по-голяма дълбочина в звездите, защото там случайните движения на конвективни клетки имат по-малки вариации. Той показа фигура от работата на негов аспирант, който проверил тази идея и се оказа, че методът наистина работи! Подобрението в точността на измерването на радиалните скорости е почти един порядък.
След това можеше да му се задават въпроси и аз се възползвах да го питам какво мисли за измерване на радиалните скорости в инфрачервената област. За това има добре известна причина – контрастът между областите с различни температури е по-малък, отколкото в оптичната област. Той честно отговори, че не знае и разказа за NIRPS – един инфрачервен спектрограф, който швейцарската група за търсене на ексопланети (основана от него) подготвя в момента. Каза, че се надява опитът с NIRPS да даде отговор на моя въпрос след няколко години, но че има един друг проблем поглъщането на земната атмосфера, което е в състояние да повлияе на точността на наблюденията.
Аз всъщност знам за NIRPS, защото част от работата ми за обсерваторията е да се занимавам с интегрирането на неговата програма за обработка на данните в нашата инфраструктура от подобни системи. Наистина, премахването на поглъщането от земната атмосфера е сложен процес. Моето собствено виждане е, че решението на проблема е да се измерват радиалните скорости в инфрачервената област от космоса, където няма поглъщане от земната атмосфера. Но това е областта, в която работи Европейската космическа агенция, не Европейската южна обсерватория.