Представьте, что вы идете в тематический парк со своей семьей и просите сотрудника парка сделать групповое фото. На заднем плане проходит знаменитость и машет рукой в ​​камеру, привлекая внимание к фотографии. Удивительно, но эта концепция «фотобомбардировки» актуальна и для астрономов, ищущих обитаемые планеты.

Согласно новому исследованию НАСА, когда ученые наводят телескоп на экзопланету, свет, получаемый телескопом, может эффективно «загрязняться» светом от других планет в той же звездной системе . В исследовании, опубликованном в Astrophysical Journal Letters 11 августа, было смоделировано, как этот эффект «фотобомбардировки» повлияет на усовершенствованный космический телескоп, предназначенный для наблюдения за потенциально обитаемыми экзопланетами, и предложены возможные способы преодоления этой проблемы.

«Если вы посмотрите на Землю, расположенную рядом с Марсом или Венерой, с дальней точки обзора, то, в зависимости от того, когда вы их наблюдали, вы можете подумать, что это один и тот же объект», — объясняет доктор Прабал Саксена, ученый из NASA Goddard Space. Центр полетов в Гринбелте, штат Мэриленд, руководивший исследованием.

Saxena использует нашу собственную солнечную систему в качестве аналога, чтобы объяснить этот эффект фотобомбы.

«Например, в зависимости от наблюдения, экзо-Земля может скрываться [в свете] того, что мы ошибочно считаем большой экзо-Венерой», — сказал доктор Саксена. Соседка Земли Венера, как правило, считается враждебной к обитаемости, поскольку температура ее поверхности достаточно высока, чтобы расплавить свинец, поэтому такое смешение может привести к тому, что ученые упустят потенциально обитаемую планету.

Астрономы используют телескопы для анализа света от далеких миров , чтобы собрать информацию, которая может показать, могут ли они поддерживать жизнь. Один световой год, расстояние, которое свет проходит за год, составляет почти шесть триллионов миль (более девяти триллионов километров), и примерно в 30 световых годах от нашей Солнечнойэк системы находится около 30 звезд, похожих на наше Солнце.

Это явление фотобомбардировки, при котором наблюдения за одной планетой загрязняются светом от других планет в системе, связано с «функцией рассеяния точки» (PSF) целевой планеты. PSF — это изображение, созданное из-за дифракции света (изгиб или распространение световых волн вокруг отверстия), исходящего от источника, и оно больше, чем источник чего-то очень далекого (например, экзопланеты). Размер ФРТ объекта зависит от размера апертуры телескопа (площади сбора света) и длины волны, на которой ведется наблюдение. Для миров вокруг далекой звезды PSF может разрешиться таким образом, что две близлежащие планеты или планета и луна могут превратиться в одну.

Если это так, то данные, которые ученые могут собрать о таком аналоге Земли, будут искажены или затронуты каким-либо миром или мирами, фотобомбирующими рассматриваемую планету, что может усложнить или полностью предотвратить обнаружение и подтверждение экзоземли. потенциальная планета, подобная Земле, за пределами нашей Солнечной системы.

Саксена изучил аналогичный сценарий, в котором астрономы из потустороннего мира могли бы смотреть на Землю с расстояния более 30 световых лет, используя телескоп, аналогичный рекомендованному в Десятилетнем астрофизическом обзоре 2020 года. «Мы обнаружили, что такой телескоп иногда будет видеть потенциальные экзоземли за пределами 30 световых лет, смешанные с дополнительными планетами в их системах, включая те, которые находятся за пределами обитаемой зоны , для интересующего диапазона различных длин волн», — сказал Саксена. .

Пригодная для жизни зона — это та область пространства вокруг звезды, где количество звездного света позволило бы жидкой воде находиться на поверхности планеты, что может способствовать существованию жизни.

Существует несколько стратегий решения проблемы фотобомбардировки. К ним относится разработка новых методов обработки данных, собранных телескопами, для снижения вероятности того, что фотобомбардировка исказит результаты исследования. Другим методом было бы изучение систем с течением времени, чтобы избежать возможности появления планет с близкими орбитами в PSF друг друга. В исследовании Саксены также обсуждается, как использование наблюдений с нескольких телескопов или увеличение размера телескопа может уменьшить эффект фотобомбы на аналогичных расстояниях.