«Лазерная гребёнка» поможет в поиске экзопланет земного типа

Современные системы адаптивной оптики для калибровки телескопов используют лазеры, однако их точность всё ещё оставляет желать лучшего. Именно поэтому астрономы пока открывают в основном планеты размером с Юпитер, где жизнь земного типа, мягко говоря, невозможна.

Новая методика с использованием «гребёнки» частот фемтосекундного лазера позволит значительно увеличить точность определения гравитационного воздействия планет на свои звёзды, поэтому в будущем с её помощью можно будет находить в 12 раз менее массивные планеты. Почитать об этом во всех подробностях можно в журнале Nature. 

«Гребёнка» частот фемтосекундного лазера — это калибровочное средство, специально разработанное для больших наземных телескопов, ищущих экзопланеты методом Доплера. Он основан на спектрометрическом определении гравитационного влияния планет на свою звезду путём измерения колебаний наблюдаемой радиальной скорости звезды (такие колебания сопровождаются периодическим наблюдением красного смещения). Но всё на что способны нынешние телескопы — это замерить изменения в радиальной скорости, если они составляют не менее 0,3 м/с. Для межзвёздных расстояний даже это достижение, ведь речь идёт об измерении с точностью почти до 1 км/ч. Вот только точности этой хватает лишь на то, чтобы найти планету раз в 5–10 больше Земли, находящуюся совсем близко к маломассивной звезде, или чтобы обнаружить какой-нибудь юпитероподобный объект, вряд ли способный к кандидатству в обитаемые — в земном смысле — миры. Да и землеподобные планеты, обнаруженные таким образом, обычно крайне близки к светилу — как хорошо известная Gliese 581 e. Что толку от того, что её масса всего 1,9 земной, если она располагается в 0,03 а. е. от звезды, где жарче и безатмосфернее нашего Меркурия! 

Гаспар Ло Курто (Gaspare Lo Curto) из Европейской южной обсерватории, участвовавший в работе по калибровке больших телескопов, отмечает, что если бы мы, будучи инопланетянами, хотели обнаружить Землю (вращающуюся вокруг Солнца на нынешней орбите), понадобилась бы точность, равная 0,03 м/с, что вдесятеро лучше доступной нам до недавних пор. 

Новая «грёбенка» частот фемтосекундного лазера преодолела главное препятствие на пути к повышению точности — ограниченные возможности катодных ламп, применяющихся на предыдущих моделях. Новинка позволяет вести калибровку для обнаружения разницы в радиальной скорости до уровня 2,5 см/с, что в 12 раз лучше того, чем располагают прежние системы. Увы, апертура существующих телескопов слишком мала, чтобы использовать эту беспрецедентную точность в полном объёме. А вот строящиеся сейчас системы будут вполне при делах: Large Synoptic Survey Telescope, который заработает в 2015–2016 гг., при помощи новых калибровочных инструментов вполне сможет обнаружить планету земной массы на расстоянии в 1 а. е. от звёзды вроде Солнца. 

Подготовлено по материалам Space.Com.

Текст: Александр Березин 

Подробнее