— Какие задачи современная астрофизика считает для себя главными?
— Таких задач довольно много, причем большинством из них достаточно успешно занимаются и в России. Однако я хочу обратить внимание на, возможно, одну из самых актуальных задач современной астрофизики, и даже больше — всей науки, на исследования экзопланет, то есть планет, расположенных за пределами нашей Солнечной системы и вращающихся вокруг собственных звезд.
Почему ученым это важно? Ответ довольно прост, но имеет много граней. Во-первых, для фундаментальной науки открылось много новых путей — так, например, у нас появилась возможность уточнить теорию космогонии, исследовать процессы образования и миграции планет, получить дополнительные сведения о физике и химии атмосфер, поставить еще множество других задач, для решения которых нужны специалисты практически изо всех областей естественных наук. Во-вторых, как это ни парадоксально, появилась возможность решить ряд достаточно прикладных задач — разработать новые технологии, позволяющие не только улучшить наземную и космическую аппаратуру для получения данных об экзопланетах, но и принести несомненную пользу в обычных человеческих делах; исследовать физику солнечно-земных связей в различных (отличающихся от солнечных) условиях, что является основой для развития технологий, позволяющих обеспечить защиту человечества в случае возможного увеличения активности Солнца; получить сведения о возможных путях эволюции планет нашей Солнечной системы, ну и, конечно, Земли. И, наконец, в-третьих, исследование экзопланет важно не только для относительно небольшого числа ученых, но и для всего человечества, так как в будущем позволит ответить на ряд абсолютно мировоззренческих вопросов: одни ли мы во Вселенной и если да, то почему, если же есть другие потенциально обитаемые миры, то почему они молчат; нужно ли пытаться вступить с ними в контакт, и так далее.
— Сколько экзопланет уже открыто, какие из них самые интересные?
— Сегодня найдено уже больше пяти с половиной тысяч экзопланет. У примерно двух сотен обнаружены атмосферы, и около десятка экзопланет расположены в зоне потенциальной обитаемости. Нужно отметить, что первые открытые экзопланеты относились к классу так называемых горячих юпитеров (ГЮ) — газовых гигантов, масса которых сопоставима с массой Юпитера, но которые расположены очень близко (ближе Меркурия в Солнечной системе) к своей звезде. И это понятно, так как ГЮ имеют большие размеры и их намного проще обнаружить. Однако технологии исследования экзопланет развиваются семимильными шагами, уже запущено несколько специализированных космических телескопов (достаточно упомянуть лишь «Кеплер», открывший тысячи экзопланет и еще около 10 тысяч кандидатов), что, естественно, привело к обнаружению планет существенно меньших размеров, чем ГЮ, вплоть до супер-земель — экзопланет, похожих на Землю.
— Насколько серьезно ученые сегодня увлечены открытием и изучением экзопланет?
— В настоящее время действует множество научных программ, нацеленных на обнаружение и изучение экзопланет. Особо следует отметить космические проекты, при помощи которых могут быть получены спектры и кривые блеска высокого разрешения для транзитных планет — телескопы TESS, CHEOPS, Gaia и JWST (им. Джеймса Уэбба). В ближайшие годы планируется запуск еще нескольких космических телескопов, которые будут полностью или частично нацелены на изучение экзопланет. Космический телескоп PLATO, планируемый к запуску в 2026 г., будет нести 26 камер для фотометрического наблюдения транзитных экзопланет в широком поле зрения. Приблизительно в одно время с ним планируется запуск миссии WFIRST — широкоугольного инфракрасного телескопа с зеркалом 2,4 метра, который проведет наблюдения порядка 200 звезд в окрестности Солнца. Наконец, нельзя не отметить российский проект космического телескопа «Спектр-УФ», запуск которого планируется в 2028 г. «Спектр-УФ» — это уникальный 1,7-метровый телескоп, предназначенный для исследований в ультрафиолетовой части спектра, и в ближайшие 10-15 лет он не будет иметь зарубежных конкурентов по измерениям в этой области спектра. Особенности его миссии позволят впервые провести целый ряд уникальных наблюдений экзопланет и их атмосфер. В частности, впервые станет возможен успешный поиск биомаркеров, то есть тех самых следов жизни на других планетах, которые ищут ученые всего мира.
— Есть ли уже сегодня практическая польза в исследовании таких далеких от нас небесных тел, помимо призрачной надежды на то, что однажды мы найдем планеты, пригодные для обитания человека или иную жизнь?
— Астрономия и, естественно, астрофизика — это, с одной стороны, мировоззренческие науки, отвечающие на вопросы о происхождении и будущем нашего мира, а с другой стороны — научные дисциплины, непосредственно влияющие на технологии. Вкладывая средства в астрофизику, мы инвестируем в понимание фундаментальных законов природы, которые управляют не только отдаленными галактиками, но и нашей повседневной жизнью. Технологии, разработанные благодаря астрофизическим исследованиям, имеют прямое воздействие на народное хозяйство. К примеру, методы анализа космического излучения помогают создавать новые типы медицинских изображений. Так, технологии, изначально предназначенные для изучения далеких звезд и планет, теперь помогают диагностировать и лечить заболевания здесь, на Земле. Астрофизика также стимулирует развитие новых материалов и технологий. Например, стремление уменьшить вес и повысить прочность космических аппаратов привело к созданию легких и прочных материалов, которые находят применение в самых разных отраслях — от авиации и автомобилестроения до производства спортивного оборудования. Исследования в области астрофизики способствуют развитию и усовершенствованию компьютерных технологий. Обработка огромных объемов данных, получаемых от космических телескопов и миссий, требует новых подходов к передаче, хранению и анализу информации, что, в свою очередь, приводит к прогрессу в области информационных технологий. Не менее важно, что астрофизика играет ключевую роль в образовании и вдохновляет молодежь овладевать технологиями, инженерией и математикой. Открытия, сделанные астрофизиками, возбуждают любознательность и мотивируют следующее поколение ученых и инженеров. И, наконец, инвестиции в астрофизику способствуют международному сотрудничеству и взаимопониманию: многие космические проекты являются результатом совместных усилий различных стран, что помогает строить дипломатические и научные мосты между нациями вопреки политическим и культурным различиям.
Астрофизика несет в себе и философское значение, напоминая нам о неизмеримой Вселенной и о нашем месте в ней. Это направление науки учит нас скромности и в то же время дарит величайшее чувство связи со всем, что нас окружает.
