Канада отправляет микроспутник POET на поиски планет как Земля
Более 6300 подтверждённых экзопланет, из которых 223 — каменистые. NASA обновляет каталог каждую неделю, и темп открытий только ускоряется. Среди сотен газовых гигантов и горячих юпитеров человечество ищет нечто более скромное: мир размером с Землю, который мог бы быть пригодным для жизни. Теперь к этому поиску присоединяется Канада — с микроспутником, способным перевернуть правила игры.
Охота на планеты у самых тусклых звёзд
Миссия POET (Photometric Observations of Exoplanet Transits) — это предложенный канадскими учёными микросателлит, который будет искать землеподобные и суперземли у звёзд, меньших и более холодных, чем наше Солнце. Такие звёзды называют ультрахолодными карликами: они включают K- и M-звёзды, а также коричневые карлики — «неудавшиеся звёзды» по размерам от газовых гигантов до самых маленьких звёзд. Метод — классический транзитный: когда планета проходит по диску звезды, яркость падает, пусть и незначительно. Но для ультрахолодных карликов падение будет гораздо заметнее, чем для Солнца: их диаметр составляет лишь около 10% солнечного, значит, планета земного размера закроет куда бо́льшую долю поверхности. Как замечают авторы, отношение «планета–звезда» здесь гораздо выгоднее.
Наследие канадских микротелескопов
POET не первый канадский космический микроспутник. Ему предшествовали миссии MOST (2003 год) и NEOSSat (2013 год). Обе несли телескопы всего 15 сантиметров и работали только в видимом диапазоне. MOST изучал звёзды — их возраст и химический состав — и стал известен тем, что обнаружил у горячего юпитера HD 209458 чрезвычайно низкое альбедо. NEOSSat искал астероиды и космический мусор. POET наследует их компактность, но идёт дальше. Во-первых, его апертура увеличена до 20 сантиметров. Во-вторых, POET сможет наблюдать в ближнем ультрафиолете, видимом, ближнем инфракрасном и коротковолновом инфракрасном диапазонах. Это даёт гораздо больше возможностей для анализа атмосфер транзитных планет. Запуск запланирован на 2029 год, и команда уже провела моделирование, чтобы понять, сколько и каких планет миссия сможет обнаружить.
«Новые землеподобные планеты у ближайших ультрахолодных карликов станут отличными целями для изучения атмосфер. С орбитальными периодами менее семи дней они, скорее всего, находятся в обитаемой зоне своих хозяев. И они автоматически превратятся в главные цели для поиска биосигнатур с помощью телескопа Уэбба или будущей Habitable Worlds Observatory».
Как отбирали цели и что обещают модели
Чтобы миссия была эффективной, учёные составили POET Input Catalog of Ultracool Dwarfs — каталог кандидатов для наблюдения. Из более чем 7200 кандидатов, после отсева двойных систем и слишком ярких звёзд, осталось чуть больше 3000 объектов, расположенных в пределах 100 парсек (326 световых лет) от Земли. Для каждого смоделировали возможные транзиты землеподобных планет. Результаты обнадёживают: POET сможет обнаруживать планеты радиусом от 1 до 2,5 земных радиусов с орбитальными периодами от 7 до 50 дней. Для годовой миссии команда выделила 100–300 приоритетных целей — это те звёзды, у которых вероятность найти транзитный мир максимальна. И если планеты будут найдены, их можно будет сразу исследовать с помощью JWST на наличие газов-биомаркеров (метан, кислород, водяной пар).
Почему ультрахолодные карлики так перспективны
Ключевое преимущество таких звёзд — маленький размер и низкая светимость. Во-первых, как уже сказано, транзитный сигнал крупнее. Во-вторых, планета с орбитальным периодом всего несколько дней может находиться в обитаемой зоне, потому что зона жизни у тусклых звёзд расположена гораздо ближе к звезде. В-третьих, такие системы удобны для спектроскопии атмосферы: контраст между планетой и звездой выше, а продолжительность транзита короче. Препринт исследования, опубликованный на arXiv и представленный на конференции SPIE, детально описывает, как POET может стать ключом к первым настоящим земным аналогам. Если миссия получит финансирование и будет запущена в срок, уже к началу 2030-х годов у нас могут появиться десятки кандидатов, которые Уэбб и его преемники смогут проверить на предмет жизни.
Канада делает ставку на небольшой, но точный инструмент. Может ли компактный спутник с 20-сантиметровым зеркалом конкурировать с гигантскими обсерваториями? Как показывают расчёты, в своей нише — поиск планет у самых маленьких звёзд — POET способен превзойти многих. Вопрос лишь в том, насколько часто такие планеты действительно встречаются. И ответ будет получен уже через три с половиной года, если спутник отправится в космос.
