Хотя астрономам уже известны несколько тысяч планет за пределами Солнечной системы, об их свойствах до сих пор известно до обидного мало. Миссия ARIEL Европейского космического агентства (ЕКА) должна изменить положение вещей. Она будет изучать состав атмосфер теплых экзопланет. Старт миссии запланирован на 2028 год.
Художественное видение полета космического телескопа ARIEL к точке его постоянной работы за пределами околоземной орбиты. Иллюстрация ESA
Европейское космическое агентство (ЕКА) планирует запустить в 2028 году новую космическую обсерваторию, задачей которой станет изучение экзопланет. Главная же цель этой миссии – дать ответы на вопросы возникновения и эволюции планет, расположенных за пределами Солнечной системы. На протяжении предусмотренных четырех лет работы ARIEL будет наблюдать за тысячами планет, вращающихся на орбитах вокруг других звезд, исследуя при этом химический состав планетарных атмосфер.
Разрабатывается ARIEL международным консорциумом, в который входят более 60 организаций из 15 стран-членов ЕКА. «Даже при том, что до сих пор открыто уже около 3800 экзопланет, их свойства и их составы пока представляются для нас загадкой», - говорит руководитель австрийского подразделения проекта Мануэль Гюдель из Института астрофизики университета Вены. - «ARIEL сможет исследовать значительную часть таких планет, чтобы получить необходимые данные для определения комплексных химических процессов в их атмосферах. Этим мы сможем ответить на вопрос, как устроены эти планеты у других звезд, а также как они возникли».
ARIEL будет наблюдать за планетами размером с Юпитер или Нептун, а также за так называемыми суперземлями, размеры которых находятся в диапазоне диаметров от Земли до Нептуна. «Сами звезды, а особенно их магнитные поля с их ультрафиолетовым и рентгеновским излучением, оказывают важнейшее влияние на то, как ведут себя и развиваются атмосферы их планет», - объясняет Тереза Люфтингер из Института астрофизики Венского университета.
В центре внимания миссии ARIEL будут находиться теплые и холодные экзопланеты на близких к своим звездам орбитам. Именно на таких планетах химия атмосферы может быть исследована особенно подробно. Атмосферные слои температурой до 2000 градусов обеспечивают оптимальную циркуляцию различных молекул, препятствуя их погружению в глубокие слои и не допуская образования непрозрачных облаков. В обратном направлении молекулы поднимаются из глубоких слоев планет в верхнюю часть атмосферы, благодаря чему ARIEL сможет их определять, делая выводы о строении и истории возникновения планет.
ARIEL будет с помощью метрового зеркального телескопа воспринимать видимый свет и инфракрасный свет звезд. Спектрометр будет расщеплять свет «на радугу», на которой должны оставаться «отпечатки пальцев» атмосферных газов, когда планета проходит перед своей звездой. Для анализов будет задействована инструментальная экспертиза Венского института астрофизики. «Запланированные в ходе миссии ARIEL измерения спектров атмосфер экзопланет станут возможными только с использованием разработанной нами высокоточной системы микропозиционирования телескопа. Даже микроскопическое отклонение в ориентировании инструмента приведет к искажению и без того слабых сигналов планет», - рассказывает ответственный за разработку программного обеспечения Роланд Оттензамер.
Пока что запуск ARIEL запланирован на 2028 год с космодрома Куру во Французской Гвиане, работать же ему придется на расстоянии примерно 1,5 миллиона километров от Земли. В точке своей работы он будет защищен от солнечного света. Научные открытия ARIEL, надеются участвующие в проекте ученые, смогут совершить революцию в понимании происхождения и эволюции планетных систем и помогут сравнить нашу собственную Солнечную систему со многими различными системами в нашей галактике.
Проект ARIEL в переводе расшифровывается как «Атмосферное дистанционное инфракрасное зондирование экзопланет - большая исследовательская миссия» и представляет собой часть программы космических наблюдений ЕКА.
