Космический телескоп «Платон» — охотник за экзопланетами
В конце 2026 года ожидается запуск космического телескопа Европейского космического агентства, который будет искать каменные экзопланеты вблизи солнцеподобных звёзд на расстояниях, попадающих в их зону обитаемости.
Проект ESA с акронимом PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) — это очередной космический телескоп, который будет в числе прочего искать экзопланеты. Очевидно, акроним выбран созвучным имени греческого философа Платона. Прямая задача телескопа — поиск экзопланет возле звёзд, подобных Солнцу, но на расстояниях, допускающих обитаемость. Это означает, что период обращения такой планеты должен быть достаточно большим. Так, если звезда похожа на Солнце, можно догадаться, что интересными объектами должны быть экзопланеты с периодом обращения порядка года, как наши планеты в «зоне потенциальной обитаемости» Венера, Земля и Марс. Поскольку обнаруживать планеты телескоп будет методом транзита (отмечая падение яркости звезды, когда планета проходит на её фоне), задача его усложняется по сравнению с аналогичными телескопами, например, TESS и Kepler. Так, будет необходимо зафиксировать прохождение планеты на фоне звезды, которое происходит с такой же частотой, как у наших планет земной группы, то есть раз в несколько месяцев или лет. Современные космические телескопы в больших количествах открывают экзопланеты с периодом обращения вокруг звезды, измеряемым несколькими днями или часами. Если интересоваться потенциальной жизнью на космическом теле, разумеется, такие варианты не подходят. С другой стороны, периодичность транзита раз в несколько дней легче заметить и накопить достаточно информации по множеству таких периодических покрытий. Одиночное событие транзита заметить сложнее, и современные телескопы такие планеты могут не обнаружить — они не могут себе позволить следить за одной и той же точкой неба годами. Напомним, например, что событие транзита Венеры по диску Солнца при взгляде с Земли случается в виде серии двух прохождений раз в 108 лет, и последняя такая серия случилась в 2005 и 2012 году.
Кроме поиска экзопланет, PLATO будет также изучать звёзды. В числе методов наблюдений — астросейсмология, то есть изучение «звёздотрясений» (вибраций и колебаний звёздного вещества), которые позволят определить массы, радиусы и возраст звёзд.
В отличие от большинства космических телескопов, PLATO будет оснащён большим количеством камер. Это 24 «обычные» камеры, или N-камеры, и две «быстрые», или F-камеры. N-камеры объединены в четыре группы по шесть. Камеры в каждой группе будут нацелены в одном и том же направлении, но с небольшим смещением. Это позволит добиться широкого угла обзора, а также обеспечить избыточность, то есть минимизировать ошибки «ложного срабатывания», когда отдельно взятая камера может принять за сигнал от транзита экзопланеты какой-либо шум. Кроме того, большое количество камер, нацеленных на один объект, позволят существенно увеличить соотношение сигнал-шум по сравнению с одним инструментом.
Стратегия наблюдений нового телескопа — осматривать два участка неба в северном и южном полушарии, на каждый участок выделяется по два года. Южный участок наблюдений уже известен, относительно северного астрономы определятся со временем. N-камеры будут снимать заданный участок каждые 25 секунд, F-камеры — каждые 2,5 секунды. Камеры также будут отличаться по назначению. «Нормальные» камеры будут снимать тусклые звёзды с видимой звёздной величиной 8 и выше (тусклее), а «быстрые» — более яркие звёзды со звёздной величиной от 4 до 8. В целом телескоп по сравнению с предшественниками (TESS, Kepler, CoRoT) будет более разборчив — он будет обращать внимание только на относительно яркие звёзды до магнитуды 11. Упомянутые телескопы могут мониторить значительно более тусклые объекты; новый телескоп, исключив огромное количество таких тусклых звёзд в поле зрения, зато сможет точнее определить параметры планет. После обнаружения планеты, которая, возможно, за время наблюдений пройдёт на фоне своей звезды только один, в лучшем случае два раза, можно будет подключить наземные телескопы для последующих наблюдений, и они смогут исследовать звёздную систему дополнительным методом радиальной скорости — таким образом можно, например, прямо определить массу экзопланеты.
Десять из всего массива камер уже изготовлены и несколько из них были испытаны в комплекте — с направлением их с высокой точностью в одну точку неба и юстировкой, которая учитывает даже колебания температуры в десятую градуса. Запуск космического аппарата должен состояться в декабре 2026 года, и его орбита будет вблизи точки Лагранжа L2 системы Земля — Солнце на расстоянии 1,5 миллионов километров от Земли — там же сейчас находится космический телескоп Джеймса Уэбба и несколько других аппаратов.