«Getty Images (Авторство зображення: Getty Images) Звіздарі побачать рідкісне розташування семи планет 28 лютого, коли Меркурій приєднається до шести інших планет, які вже видно на нічному небі. Ось чому це важливо для вчених. Подивіться на небо в ясну ніч цього січня та лютого, і вас можуть чекати», — пишуть на: www.bbc.com
Getty Images
(Авторство зображення: Getty Images)
Звіздарі побачать рідкісне розташування семи планет 28 лютого, коли Меркурій приєднається до шести інших планет, які вже видно на нічному небі. Ось чому це важливо для вчених.
Подивіться на небо в ясну ніч цього січня та лютого, і вас чекає задоволення. Зараз на нічному небі видно шість планет – Венеру, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун. Лише за одну ніч наприкінці лютого до них приєднається Меркурій, рідкісна структура із семи планет, яку можна побачити в небі.
Але такі події — це не лише видовище для тих, хто спостерігає за зірками — вони також можуть справити реальний вплив на нашу Сонячну систему та запропонувати потенціал для отримання нових уявлень про наше місце в ній.
Вісім великих планет нашої Сонячної системи обертаються навколо Сонця в одній плоскій площині з різною швидкістю. Меркурій, найближча до Сонця планета, обертається по орбіті – рік для планети – за 88 днів. Земний рік, звичайно, становить 365 днів, тоді як у верхній частині Нептуну потрібні колосальні 60 190 днів, або приблизно 165 земних років, щоб завершити один оборот нашої зірки.
Різні швидкості планет означають, що іноді кілька з них можуть бути приблизно вишикувані з одного боку від Сонця. З Землі, якщо орбіти вирівнюються правильно, ми можемо бачити кілька планет на нашому нічному небі одночасно. У рідкісних випадках усі планети вишиковуються так, що всі разом з’являються на нашому нічному небі вздовж екліптики, шляху, який прокреслює Сонце.
Меркурій, Венера, Марс, Юпітер і Сатурн досить яскраві, щоб їх було видно неозброєним оком, тоді як Уран і Нептун потребують бінокля або телескопа, щоб побачити.
У січні та лютому ми можемо стати свідками цієї події. Планети розташовані неточно, тому вони з’являтимуться дугою на небі через площину орбіти в Сонячній системі. Під час ясних ночей у січні та лютому буде видно всі планети, крім Меркурія – подія, яку іноді називають парадом планет. Проте 28 лютого – за сприятливих погодних умов – буде видно всі сім планет, що стане чудовим видовищем для наземних спостерігачів.
«Є щось особливе в тому, щоб дивитися на планети своїми очима», — каже Дженіфер Міллард, науковий комунікатор і астроном із Fifth Star Labs у Великобританії. «Так, ви можете зайти в Google і отримати більш вражаючий вид на всі ці планети. Але коли ви дивитеся на ці об’єкти, це фотони, які подолали мільйони чи мільярди миль у космосі, щоб потрапити на вашу сітківку».
Getty Images
Спостерігачі за зірками зможуть насолоджуватися видом планет у ясну ніч у січні та лютому, а кульмінацією стане сім планет, які можна буде побачити одночасно (Авторство зображення: Getty Images)
Хоча спостерігати захоплююче, чи мають такі вирівнювання якийсь вплив тут, на Землі? Або вони можуть бути корисними для покращення нашого розуміння нашої Сонячної системи та за її межами?
Насправді, каже Міллард, «це просто випадковість, що вони опиняються в такому положенні своїх орбіт». І хоча деякі вчені висловлювали припущення, що вирівнювання планет може спричинити вплив на Землю, наукова основа для більшості цих тверджень слабка або взагалі відсутня.
Однак у 2019 році дослідники припустили, що вирівнювання планет може вплинути на сонячну активність. Одне з головних невирішених питань про Сонце полягає в тому, що обумовлює його 11-річний цикл між періодами піку активності, відомими як сонячний максимум (в якому ми зараз перебуваємо), і періодами найслабшої активності, сонячного мінімуму. Френк Стефані, фізик з Helmholtz-Zentrum, науково-дослідного центру в Дрезден-Россендорфі в Німеччині, припустив, що відповіддю можуть бути комбіновані приливні сили Венери, Землі та Юпітера.
Незважаючи на те, що припливна сила кожної планети на Сонці надзвичайно мала, Стефані каже, що коли дві або більше планет вирівнюються з Сонцем (відома як сизигія), вони можуть об’єднатися, щоб викликати невеликі обертання всередині зірки, які називаються хвилями Россбі. які можуть спричиняти погодні явища.
«На Землі хвилі Россбі спричиняють циклони й антициклони», — каже Стефані. «У нас такі самі хвилі Россбі на Сонці». Розрахунки Стефані показали, що вирівнювання Венери, Землі та Юпітера призведе до періодичності сонячної активності в 11,07 років, що майже точно відповідає тривалості сонячних циклів, які ми бачимо.
Не всі настільки впевнені в цій ідеї, деякі відзначають, що сонячну активність уже можна пояснити процесами, що відбуваються всередині Сонця. «Дані спостережень свідчать про те, що планети, які безпосередньо спричиняють сонячний цикл, просто не бувають», — каже Роберт Кемерон, сонячний учений з Інституту Макса Планка з досліджень сонячної системи в Німеччині, який опублікував статтю на цю тему в 2022 році. Немає доказів будь-якої синхронізації».
Але є й інші, набагато менш суперечливі особливості вирівнювання планет, які, безсумнівно, впливають на нас: їх корисність для наукових спостережень, зокрема з точки зору дослідження Сонячної системи.
Використання сили тяжіння правильно розташованої планети, як-от Юпітер, для викидання космічного корабля назовні може значно скоротити час подорожі
Досягти зовнішніх планет за допомогою космічного корабля складно, тому що ці світи знаходяться так далеко, за мільярди миль, і на це потрібні десятиліття. Однак використання сили тяжіння правильно розташованої планети, такої як Юпітер, для викидання космічного корабля назовні може значно скоротити час у дорозі, чого жоден космічний корабель не зробив краще, ніж кораблі НАСА «Вояджер».
У 1966 році вчений NASA на ім’я Гері Фландро підрахував, що в 1977 році відбудеться вирівнювання чотирьох найдальших планет – Юпітера, Сатурна, Урана та Нептуна – що дозволить відвідати всі чотири протягом лише 12 років, порівняно з 30 років, якщо вони не були узгоджені. Це випадкове вирівнювання, яке відбувається лише раз на 175 років, призвело до того, що NASA запустило космічний корабель-близнюк «Вояджер-1» і «Вояджер-2» у 1977 році під час «Великого туру» зовнішньою частиною Сонячної системи.
«Вояджер-1» пролетів повз Юпітер у 1979 році та Сатурн у 1980 році, уникнувши Урана та Нептуна, тому що вчені хотіли пролетіти повз Титан, чарівний супутник Сатурна, і не могли це зробити, не зруйнувавши ефект рогатки.
Але «Вояджер-2» використав вирівнювання, щоб відвідати всі чотири планети, ставши єдиним космічним апаратом в історії, який відвідав Уран і Нептун у 1986 і 1989 роках відповідно.
“Це вийшло фантастично”, – каже Френ Багенал, астрофізик з Університету Колорадо, Боулдер у США та член наукової групи “Вояджера”. «Якби «Вояджер-2» пішов у 1980 році, йому знадобилося б до 2010 року, щоб дістатися до Нептуна. Я не думаю, що він отримав би підтримку. Хто збирається фінансувати таке?»
Getty Images
У 2024 році можна було побачити неозброєним оком Марс і Юпітер у поєднанні, але Венеру, Сатурн, Уран і Нептун також можна буде побачити в січні 2025 року (Авторство зображення: Getty Images)
Вирівнювання планет є корисним не лише в нашій Сонячній системі. Астрономи використовують вирівнювання для дослідження багатьох різних аспектів Всесвіту, і не більше, ніж для відкриття та вивчення екзопланет, світів, які обертаються навколо зірок, крім Сонця.
Домінуючий спосіб пошуку таких світів відомий як метод транзиту: коли екзопланета проходить перед зіркою з нашої точки зору, вона затемнює світло зірки, дозволяючи розпізнати її розмір і орбіту.
Завдяки цьому методу ми виявили багато планет, що обертаються навколо певних зірок. Trappist-1, червоний карлик, розташований на відстані 40 світлових років від Землі, має сім планет розміром із Землю, які проходять через зірку з нашої точки зору. Планети в цій системі фактично перебувають у резонансі одна з одною, тобто зовнішня планета робить дві орбіти на кожні три орбіти наступної планети всередину, потім чотири, шість і так далі. Це означає, що є періоди, коли кілька планет у системі вирівнюються по прямій лінії, чого не відбувається в нашій Сонячній системі.
Використовуючи транзити, ми можемо дослідити існування атмосфер на таких планетах, як ці. «Якщо планета з атмосферою рухається перед зіркою, таке вирівнювання означає, що світло зірки проходить через планету, а молекули й атоми в атмосфері планети поглинають світло на певних довжинах хвиль», — каже Джессі Крістіансен, астроном із NASA Exoplanet. Науковий інститут при Каліфорнійському технологічному інституті.
Це дозволяє ідентифікувати різні гази, такі як вуглекислий газ і кисень. «Переважна більшість нашого аналізу складу атмосфери пов’язана з вирівнюваннями», – каже вона.
Набагато більші вирівнювання можуть дозволити нам досліджувати далекий Всесвіт, а саме вирівнювання галактик. Спостерігати галактики в дуже ранньому Всесвіті складно, тому що вони дуже слабкі та далекі. Однак, якщо велика галактика або скупчення галактик проходить між нашим променем зору та набагато більш віддаленою ранньою галактикою, її велике гравітаційне тяжіння може посилити світло більш віддаленого об’єкта, дозволяючи нам спостерігати та вивчати його, процес, який називається гравітаційним лінзування.
«Це величезні вирівнювання в масштабах Всесвіту», — каже Крістіансен. Вони використовуються такими телескопами, як космічний телескоп Джеймса Вебба, для спостереження за віддаленими зірками та галактиками, наприклад Еарендел, найвіддаленішою від Землі зіркою. Світло, яке спостерігав телескоп від зірки, походило з першого мільярда років 13,7 мільярдів років історії Всесвіту і було видиме лише завдяки гравітаційному лінзуванню.
Getty Images
Різні орбітальні швидкості планет у нашій Сонячній системі означають, що кілька з них можуть час від часу вишиковуватися в одній частині неба одночасно (Авторство зображення: Getty Images)
Крім того, є ще кілька нових способів використання вирівнювання, таких як дослідження існування позаземного життя в сонячних системах, де екзопланети проходять одна перед одною з нашої точки зору.
У 2024 році аспірант Нік Тусей з Університету штату Пенсільванія в США використовував ці вирівнювання, щоб знайти будь-який побічний зв’язок, що надсилається між світами системи Trappist-1, наприклад, як на Землі ми посилаємо сигнали на такі планети, як Марс у нашій Сонячній системі. спілкуватися з марсоходами та космічними кораблями. «Будь-який час, коли дві планети вирівнюються, може бути цікавим», — каже Тусай.
З цього приводу обшуки виявилися короткими. Але інопланетна цивілізація, яка дивиться на нашу власну Сонячну систему, може використовувати подібні вирівнювання з тією ж метою. Хоча парад планет цього місяця залежить від вашої точки зору – будь-які дві планети в нашій системі можуть бути вирівняні, якщо ви розташовані під прямим кутом – цілком можливо уявити, що хтось інший спостерігає на іншому кінці.
«Можливо, інша інопланетна цивілізація може побачити в цьому можливість провести власні розслідування», — каже Тусай.
—
Якщо вам сподобалася ця історія, підпишіться на інформаційний бюлетень The Essential List – підібрані функції, відео та новини, які не можна пропустити, які надходять на вашу поштову скриньку двічі на тиждень.
Слідкуйте за новими новинами BBC про науку, технології, навколишнє середовище та здоров’я Facebook, X і Instagram.