NASA запустило новий інструмент для вивчення далеких світів — телескоп Pandora. Це перший супутник, який полетів у рамках програми Astrophysics Pioneers: недорогих і швидких місій, які досліджують конкретне наукове питання, миряться з вищим ризиком невдачі заради швидкості й економії. Pandora вийшла на низьку навколоземну орбіту 11 січня, пройшла перевірку систем і 25 серпня почала повноцінні наукові спостереження.
Головне завдання місії — визначити склад атмосфер щонайменше 20 екзопланет: перевірити наявність туманів, хмар і, найголовніше, води. Але за цим простим формулюванням ховається складна технічна проблема, яку астрономи намагаються розв'язати вже багато років.
Чому важко "почути" саме планету
Спосіб побачити атмосферу далекої планети — дочекатися транзиту, тобто моменту, коли вона проходить перед своєю зорею з погляду земного спостерігача. Частина зоряного світла в цей час проходить крізь тонкий шар атмосфери планети, і різні молекули поглинають світло на характерних довжинах хвиль. За цими "провалами" яскравості й розпізнають хімічний склад — водяну пару, метан, вуглекислий газ.
Проблема в тому, що телескоп фіксує світло не лише від того вузького промінця, який пройшов крізь атмосферу планети, а й від усієї видимої поверхні зорі. А поверхня зорі неоднорідна: на ній є гарячіші й яскравіші ділянки — факели, і холодніші темні плями, схожі на сонячні. Ці утворення виникають, ростуть, зникають і зміщуються по мірі обертання зорі, і їхній вплив на спектр можна легко сплутати із сигналом самої атмосфери планети.
Дані Pandora допоможуть закрити важливу прогалину в наших знаннях про планети та їхні зорі, тому що зараз ми не можемо бути повністю впевнені, як світло зорі впливає на вимірювання складу атмосфер екзопланетЕліза Квінтана, головна дослідниця місії Pandora, Годдардівський центр космічних польотів NASA
Як влаштований телескоп
Pandora несе незвичайний для космічних апаратів телескоп — повністю алюмінієвий, діаметром лише 45 сантиметрів. Його спільно розробили Ліверморська національна лабораторія та компанія Corning Specialty Materials. Один із детекторів, що фіксує ближній інфрачервоний спектр, — це запасна деталь, виготовлена ще для телескопа Джеймса Вебба.
Ключова особливість місії — вона спостерігає зорю і планету одночасно у видимому та інфрачервоному діапазонах світла. Це дозволяє окремо відстежувати як плями та факели на зорі, так і спектр самої планети під час транзиту.
Ще одна перевага Pandora — тривалість спостережень. За рік основної місії супутник вивчатиме кожну з 20 планет по 10 разів, і кожен сеанс триватиме безперервно 24 години, обов'язково захоплюючи транзит. Такі довгі й численні спостереження одного об'єкта недоступні для завантажених флагманських обсерваторій на кшталт Вебба, розклад яких розписаний на роки вперед.
Що це дає науці
За словами Ноксол Колон, наукового керівника проєкту в Годдардівському центрі, поєднання даних Pandora та Вебба дозволить точно визначити властивості поверхні зорі й "чисто" відокремити її сигнал від сигналу планети. Це особливо важливо для пошуку води — молекули, яка є одним з головних індикаторів придатності планети для життя.
Вода — одна з найважливіших молекул, за якою можна визначити склад і фізичні умови атмосфери екзопланети. Але особливості поверхні зорі можуть спотворювати сигнал води, який ми шукаємо. Pandora розроблена, щоб розплутати сигнали планети та зорі, допомагаючи точніше зрозуміти планети та закладаючи основу для майбутнього вивчення планет, придатних для життяБенджамін Рекем, Массачусетський технологічний інститут
За словами Джордана Карберна, заступника керівника проєкту в Лівермороській лабораторії, апарат і всі прилади працюють справно, і команда вже впевнено переходить до наукового етапу.
Хто причетний до місії
Місію очолює Годдардівський центр космічних польотів NASA, управління проєктом і інженерне забезпечення веде Ліверморська національна лабораторія. Телескоп виготовила компанія Corning, а платформу супутника, збірку та випробування забезпечила компанія Blue Canyon Technologies, яка також підтримує операції місії. Обробкою даних займається дослідницький центр NASA Ames, а наукові дані місії доступні через архів NASA Exoplanet Archive, яким керує IPAC при Каліфорнійському технологічному інституті. Керівництво операціями місії здійснює Університет Аризони.
Pandora — недороге доповнення до великих обсерваторій, а не їхня заміна. Але саме такі місії дозволяють закрити прогалини, які флагманські телескопи через завантаженість розкладу закрити не встигають.
