Канада представила миссию POET для охоты за экзопланетами у холодных звезд

Канадское космическое агентство выдвинуло предложение о новой космической миссии, посвященной поиску экзопланет. Проект получил название POET, что расшифровывается как Photometric Observations of Exoplanet Transits (фотометрические наблюдения транзитов экзопланет). Речь идет о микроспутнике, основная цель которого — обнаружить планеты размером с Землю, вращающиеся вокруг маленьких и холодных звезд. Данный проект уже обозначен как одна из приоритетных миссий в рамках десятилетнего плана страны на 2020–2030 годы, и в случае получения одобрения его запуск может состояться в конце 2029 года.

Разработка POET происходит в период стремительного роста интереса к изучению экзопланет. На сегодняшний день ученым известно уже почти 6300 таких миров, причем более 200 из них являются каменистыми, то есть похожими по своей структуре на Землю. Несмотря на это, обнаружение маленьких планет по-прежнему остается сложной задачей, особенно вокруг звезд, подобных нашему Солнцу. Для сравнения, телескоп PLATO Европейского космического агентства, запуск которого намечен на январь 2027 года, как раз предназначен для поиска похожих на Землю планет у солнцеподобных звезд.

Миссия POET, напротив, сосредоточится на совершенно ином типе звезд — так называемых ультрахолодных карликах. Это звезды, которые меньше и гораздо тусклее Солнца; к ним относятся карлики спектральных классов K и M, а также коричневые карлики — объекты, занимающие промежуточное положение между планетами-гигантами и звездами. Ключевая идея проекта как раз и заключается в том, чтобы использовать малые размеры этих звезд: когда планета проходит на фоне их диска, наблюдаемое падение яркости оказывается гораздо более заметным, чем в случае с более крупными светилами. Это, в свою очередь, значительно упрощает обнаружение даже очень маленьких планет, сравнимых с Землей.

Миссия POET продолжит линейку канадских малых космических аппаратов, начатую аппаратами MOST (запущен в 2003 году) и NEOSSat (запущен в 2013 году). Оба предшественника использовали 15-сантиметровые телескопы и вели наблюдения преимущественно в видимом свете. POET сделает шаг вперед, получив зеркало диаметром 20 сантиметров и возможность вести наблюдения сразу в нескольких диапазонах — от ближнего ультрафиолета до инфракрасной области. Это расширение спектрального охвата крайне важно, поскольку позволяет собирать больше информации о наблюдаемых звездах и повышает точность идентификации планет. Метод, который будет использоваться, — классический транзитный метод: спутник будет непрерывно мониторить яркость звезд в поисках небольших периодических падений блеска, которые сигнализируют о прохождении планеты по диску звезды.

Для обоснования миссии исследовательская группа уже составила предварительный каталог, включивший в себя более 7200 ультрахолодных карликов. После тщательного отбора, в ходе которого были исключены слишком сложные или чересчур яркие системы, список сократился до чуть более 3000 звезд, находящихся в пределах примерно 326 световых лет от Земли. Именно эти объекты станут основными целями для наблюдений. В случае утверждения финансирование миссии будет осуществляться Канадским фондом инноваций, Канадским космическим агентством и Канадским национальным исследовательским советом.

Перед POET стоят две главные задачи. Во-первых, изучение атмосфер уже известных экзопланет, в особенности суперземель, путем их наблюдения в нескольких диапазонах волн, что позволит лучше отделить сигнал планеты от влияния родительской звезды. Во-вторых, одновременный поиск новых каменистых планет, похожих на Землю и потенциально пригодных для жизни, вокруг ближайших ультрахолодных карликов. Проведенные симуляции показывают, что миссия способна обнаружить планеты размером от одной до двух с половиной земных, с периодами обращения от 7 до 50 дней. В общей сложности от 100 до 300 систем уже идентифицированы как наиболее многообещающие для годичной миссии.

Особый интерес представляет концепция зоны обитаемости. Вокруг ультрахолодных карликов эта область расположена гораздо ближе к звезде, чем в Солнечной системе. Это означает, что планеты совершают полный оборот всего за несколько дней, а транзиты повторяются очень часто, что значительно упрощает их подтверждение. Если существование некоторых из таких миров будет подтверждено, они станут приоритетными целями для более детального изучения. Такие инструменты, как космический телескоп Джеймс Уэбб или будущие миссии, смогут проанализировать их атмосферы в поисках определенных химических сигнатур, которые помогут понять, существуют ли там условия, благоприятные для возникновения жизни.