Поиск публикаций  |  Научные конференции и семинары  |  Новости науки  |  Научная сеть
Новости науки - Комментарии ученых и экспертов, мнения, научные блоги
Реклама на проекте

22 цикл

Понедельник, 30 Июнь, 22:06, moisav.livejournal.com


Интересный рассказ о программах, получивших поддержку на очередной годовой цикл работы телескопа им. Хаббла. Я, кстати, в кои-то веки был опять соавтором заявки на HST и она, как и в прошлый раз (с другими коллегами и по другой теамтике), увы, поддерржки не получила. Порадуемся за более успешных:

Оригинал взят у za_neptunie в 22 цикл

комната управлением космическим телескопом Хаббл



Комната для управления телескопом Хаббл в космическом центре имени Годдарда (Гринбелт, штат Мэриленд). Источник.

Всю прошедшую неделю, неутомимый космический телескоп Хаббл, фотографировал созвездие Стрельца с целью найти там койпероиды для близкого пролета зондом Новые Горизонты. Об этих поисках я уже писал здесь. С другой стороны, интересно какие еще уникальные наблюдения будет проводить этот космический телескоп, в ближайшее время? Дополнительную интригу вносит тот факт, что телескоп Хаббл самый дорогостоящий инструмент в истории астрономии. За всю программу на него было потрачено около 10 миллиардов долларов. Только, для еще не запущенного в космос телескопа Вебб, была потрачена сравнимая сумма. Обеспечение работы этого космического телескопа обходится примерно в 100 миллионов долларов в год, что сравнимо со стоимостью постройки 10-метрового наземного телескопа. Поэтому очевидно, что конкурс среди астрономов мира на возможность наблюдать на телескопе Хаббл, является очень напряженным. Каждый год, в начале лета, хозяева телескопа (космические агентства NASA и ESA) объявляют победителей в этом конкурсе, которые будут наблюдать на телескопе Хаббл в течение следующего года. Обычно это несколько сотен различных программ. Время каждой программы измеряется в орбитах телескопа Хаббла. Одна орбита Хаббла - это около 90 минут времени. Учитывая, что время на Хаббле отбирают по принципу максимальной значимости для науки, то изучение этих программ дает весомое представление о важнейших направлениях развития мировой оптической астрономии. Поэтому, я и расскажу, о наиболее интересных для меня программах, по которым, в ближайшем году (22 цикл, длится с 1 октября 2014 года по 30 сентября 2015 года), телескоп Хаббл и будет проводить научные наблюдения.

Но, для начала, я поясню, что мне лично интересна планетология (экзопланеты, пылевые диски, планеты Солнечной Системы, коричневые карлики). О внегалактической астрономии (к примеру, о первых галактиках, черных дырах и пульсарах), я знаю гораздо меньше, хотя это направление, тоже считается в современной астрономии одним из наиболее перспективных. В ввиду огромного количества доступной информации, сейчас сложно хорошо знать о всех областях исследования космического пространства.

Итак начнем с Солнечной Системы.

Марс

Здесь космический телескоп Хаббл будет активно участвовать в изучение редкого близкого пролета кометы C/2013 A1 всего в 130 тысячах километрах от его поверхности, который случится в октябре этого года. Программа наблюдений будет состоять из двух частей. Во-первых, телескоп Хаббл будет фотографировать внутреннюю кому кометы для более точного наведения мощной камеры марсианского зонда MRO, которая сможет получить снимки ядра кометы (с диаметром около 4 км) с разрешением до 140 метров на пиксель. Во-вторых, телескоп Хаббл будет отслеживать изменения в верхних слоях атмосферы Марса до и после пролета кометы. Кроме того, телескоп будет изучать сезонные изменения темпа потери марсианской атмосферой воды в кооперации с новым марсианским спутником MAVEN.


снимки Хаббла кометы C2013 A1



Снимки кометы C/2013 A1, уже сделанные в этом году космическим телескопом. Источник.

Астероиды и кометы

В тоже время Хаббл собирается активно изучать и другие небольшие тела во внутренних частях Солнечной Системы. В последние годы был открыт необычный класс астероидов — кометы главного пояса. При наличие астероидных орбит, эти тела проявляют кометную активность. На данный момент известны 11 таких объектов. Ученые предполагают, что основные причины кометной активности заключаются в столкновениях между астероидами или их разрушение под действием быстрого вращения. В следующем цикле телескоп Хаббл продолжит наблюдать за подобными активными астероидами под названием P/2013 P5 и P/2013 R3. Кроме того на нем зарезервировано время и для наблюдение новых открытий подобных объектов.


снимки Хаббла активного астериода P 2013 P5

снимки Хаббла активного астериода P 2013 R3


Снимки активных астероидов P/2013 P5 и P/2013 R3, уже сделанные космическим телескопом в прошлом. Источники снимков (1,2).

Также, в следующем цикле, телескоп Хаббл будет активно помогать и космическим миссиям - Розетте и Дауну. В первом случае, он уточнит период вращения ядра кометы 67P/Чурюмова-Герасименко и этим существенно поможет в посадке на него. Во-втором случае, телескоп Хаббл займется получением УФ-спектра Цереры, для заполнения пробелов в физических свойствах поверхности крупнейшего астероида.


оценки формы ядра из наблюдений Хаббла

Оценки формы ядра кометы 67P/Чурюмова-Герасименко из предшествующих наблюдений телескопа Хаббл. Источник.

Система Юпитера

Основное внимание здесь космический телескоп уделит продолжению наблюдений по подтверждению недавнего открытия гейзеров на спутнике Европа. Об этих наблюдениях я уже писал подробно здесь. К сожалению, с тех пор интрига так и осталась — пока неизвестно, чем закончились внеплановые наблюдения по подтверждению активности гейзеров. В следующем цикле, наблюдать Европу будут сразу по трем программам. В одной из них, говорится, что во время внеплановых наблюдений найдены дополнительные свидетельства активности гейзеров из анализа УФ-снимков. В другой, упоминается, что в 4 из 5 попыток гейзеры не зарегистрированы, что фактически означает полную неудачу в подтверждение. Наконец, в третьей программе, не говориться ничего конкретного, а просто рассказывается о важности изучения состава очень разреженной атмосферы Европы.



Вверху. Результаты наблюдений телескопом Хаббл окрестностей Европы в трех разных орбитальных позициях в линии атомарного водорода. Наблюдения в декабре 2012 года показывают большую концентрацию атомарного водорода над южной полярной областью Европы, выделенную красным овалом. Это обнаружение, и послужило поводом для объявления об открытие гейзеров. Внизу. Геометрия наблюдений на основе известной карты Европы. Источник.

Кроме Европы, системе Юпитера посвящено еще две программы. Первая, из них, будет изучать атмосферу Ио, через наблюдение в линии водорода, затмений спутника Ио по фоне лимба Юпитера. Такая программа открывает интересные перспективы в изучение подобных миров у других звезд. В ходе второй программы, телескоп Хаббл будет фотографировать Юпитер, для более точной идентификации следов крупных болидов (столкновений) у Юпитера. В последние годы, астрономы, с помощью непрерывного мониторинга Юпитера через небольшие телескопы, смогли открыть следы нескольких подобных столкновений.


темное пятно на Юпитере, открытое любителями в 2009 году

Снимок темного пятна на Юпитере, предположительно вызванного падением небольшой кометы или астероиды. Пятно было впервые замечено любителями. Источник.

Между орбитами Юпитера и Нептуна

Наиболее интересной здесь ожидается программа по подтверждению колец у кентавра Харикло, о которых стало известно несколько месяцев назад. Открытие было сделано через наблюдение покрытия звезды и стало полной неожиданностью. Никто не предполагал, что у такого небольшого тела возможны такие мощные кольца. Будущая попытка обнаружить эти кольца, непосредственно на снимках, через прямые наблюдения Хаббла, базируется и на прямой исторической аналогии. В 1977 году, также через наблюдение звездных покрытий, были найдены невидимые кольца у Урана. Спустя десятилетия эти кольца удалось увидеть не только на снимках Вояджеров, но и наземных, и околоземных космических телескопов.


кольца Урана



Кольца Урана на снимках телескопа Хаббл. Источник.

Кроме того, телескоп Хаббл в 22 цикле попытается увидеть кольца не только Харикло, но и поискать их у Хирона. Это связано с тем, что Хирон и Харикло крупнейшие известные кентавры в Солнечной Системы, и наличие подобных колец у Хирона весьма вероятно, после обнаружения их у Харикло. Также этой области Солнечной Системы, в новом цикле, посвящены еще две наблюдательные программы. По первой, в качестве дополнения к миссии Кассини, будут получены первые УФ-спектры Мимаса, Тефии и Реи, а также новые подобные спектры для Энцелада, с целью улучшения его фазового покрытия. В качестве калибровки будут использоваться уже существующие спектры Тефии (программа 7316). По второй программе, телескоп Хаббл будет изучать эпизодические ураганы в атмосфере Урана. Как известно, Уран, одна из самых малоконтрастных планет-гигантов в Солнечной Системе. Даже во время детальных наблюдений Вояджера-2, на Уране не удалось увидеть в атмосфере следов крупных циклонов. Только в 2006 году, на снимках телескопа Хаббл, впервые удалось заметить первый шторм на Уране:

шторм на Уране в 2006 году


За орбитой Нептуна

Ключевым моментом наблюдений в этой области, станет поддержка пролета Плутона зондом Новые Горизонты в июле 2015 года. По одной программе, телескоп Хаббл будет регулярно получать, с февраля по октябрь 2015 года, снимки системы Плутона камерой WFC3. В ходе этих наблюдений будет уточнен цвет всех тел системы для калибровки камер пролетного зонда, и также уточнен период вращения внешних спутников. По другой программе, будет получено множество УФ-спектров Плутона и Харона с большим покрытием их периода вращения. Кроме того, заблаговременно зарезервированы 4 орбиты и для подтверждения кандидатов для следующего пролета после Плутона.


спутники Плутона

В последние годы, регулярные наблюдения системы Плутона, телескопом Хаббл позволили найти там 4 из 5 известных спутников. Источник.

Кроме помощи Новым Горизонтам, в 22 цикле, телескоп Хаббл будет активно наблюдать и другие койпероиды, от самых крупных до самых мелких. Во-первых, в течение 8 орбит, предстоит глубокий поиск спутников, у самых крупных койпероидов после Плутона: Эриды и Макемаке. Космический телескоп уже ранее наблюдал эти тела. В ходе прошлых наблюдений, удалось найти спутник лишь у Эриды, а Макемаке так и осталась крупнейшим телом за орбитой Нептуна, без известных спутников.

снимок Эриды со спутником с помощью телескопа Хаббл

Следующим по размеру после Плутона, Эриды и Макемаке следует необычный койпероид вытянутой формы — Хаумэа. Его тоже в 22 цикле, телескоп Хаббл, не обделит своим вниманием. По программе наблюдений Хаумэа запланировано получение сверхточной астрометрии двух уже известных его спутников. Это поможет уточнить моменты взаимных покрытий Хаумэа с его внутренним спутником, которое случится примерно в 2020 году. Наблюдение подобных взаимных покрытий должно позволить уточнить размеры, и Хаумэа, и его спутника, как уже было, на примере Плутона и Харона в 20 веке.

система Хаумэа

Художественное изображение системы Хаумеэ. Источник.

Наблюдение физически связанных койпероидов, еще очень важно по причине того, что это самый надежный способ определения их массы и средней плотности. По этой причине, также запланировано наблюдение еще 4 двойных таких систем.

Кроме наблюдения крупнейших ТНО, телескоп Хаббл, занимается изучением и самых маленьких, из них. Это важно для оценки общей численности объектов в поясе Койпера и его общей массы. Телескоп может искать такие объекты двумя различными способами. Во-первых, через косвенный метод. Для работы, телескопу необходимо сверхточное наведение, с помощью специальных звездных датчиков (FGS). Эти датчики, с высокой точностью, непрерывно измеряют яркость нескольких ярких звезд. Если, на линии между этими звездами и телескопом, окажутся даже небольшие тела, то они вызовут небольшое звездное затмение. Длительность такого одиночного затмения позволяет надежно определять расстояние до затмевающего тела.


затмения койпероидами

Источник.

Первый анализ, 12 тысяч часов архивной фотометрии звездных датчиков Хаббла, опубликованный в 2009 году, позволил найти один подобный койпероид, размером всего в 500 метров, на удаление 45 астрономических единиц. Дополнительный анализ, опубликованный в 2012 году, проанализировал еще 12 тысяч часов фотометрии, и нашел там еще одно подобное затмение. Свежая программа теперь планирует проанализировать фотометрию еще и за период с 2010 по 2014 года (дополнение на 40%). Конечно, очевидно, что такая программа, не потребует новых наблюдений телескопа, и ее оформление лишь бюрократическая тонкость для получения финансирования. Этим способом, искать койпероиды пытались и другие телескопы, но все попытки в этих случаях, закончились неудачей.


схема проекта TAOS

Схема проекта TAOS (Taiwan American Occultation Survey), состоящего из нескольких наземных телескопов, отслеживающих одни и те же звезды. Источник.

Непосредственно, на снимках телескопа Хаббл, в поясе Койпера, можно обнаружить объекты размером до 40 км. В 22 цикле, предлагается повторно пронаблюдать 5 подобных объектов, для определения их цвета. Сейчас предполагается, что более синие по цвету койпероиды, являются обломками крупных столкновений, в то время как более красные из них, связаны с их непосредственным образованием из протопланетного диска. Кроме того планируется и другая похожая программа. Речь идет об ультра-красных койпероидах. Эти необычные тела, были недавно обнаружены в ходе наблюдений, телескопом Магеллан, койпероидов, находящихся в резонансе 5:3 и 7:4 с планетой Нептун. Новые наблюдения, позволят сравнить частоту спутников у них, по сравнению с классическими койпероидами, а также произвести спектральный поиск водного льда на их поверхности.

И наконец, в 22 цикле телескоп Хаббл проведет уникальные наблюдения, с целью получения УФ-спектров близких звезд, находящихся вблизи траекторий «Вояджеров». Это позволит, лучше исследовать межзвездную среду, на траекториях первых земных межзвездных зондов, чтобы точнее интерпретировать их результаты после прохождения гелиопаузы.


Глизе 445

Звезда Глизе 445, находящаяся в 17.6 световых годах от нас. Через 40 тысяч лет, зонд Вояджер-1, будет ближе к этой звезде, чем к Солнцу. Источник.

В этой части, я рассказал о планах телескопа Хаббл, на ближайшее время, для нашей Солнечной Системы. Во второй части этого обзора, я пройдусь по внесолнечной планетологии и смежным с ней тематикам.

Продолжение следует.

Читать полную новость с источника 

Комментарии (0)