Астрономы впервые смогли пронаблюдать покрытие далекой звезды спутником Юпитера Европой и определить радиус и форму спутника, а
также уточнить его орбиту с точностью до 2,5 километра. Наблюдения стали возможны благодаря данным с космического телескопа Gaia — они помогли предсказать редкое событие.
Статья с результатами опубликована в журнале Astronomy
& Astrophysics.
Покрытиями астрономы называют случаи, когда какое-либо крупное
небесное тело проходит перед звездой, с точки зрения земного наблюдателя,
вызывая кратковременное падение ее яркости. Этот метод позволяет определять
размеры и формы изучаемого небесного тела с точностью до километра, уточнить
его орбиту и определить его свойства, такие как альбедо поверхности, наличие
атмосферы, колец, выбросов или других структур в окрестностях объекта. В 1977 году наблюдения
покрытия Ураном далекой звезды привели к открытию его колец, а благодаря
нескольким покрытиям звезд
Плутоном, наблюдавшихся в 1988-2006 годах,
астрономы смогли открыть у карликовой планеты атмосферу.
В случае системы Юпитера наблюдения покрытий звезд
его крупными спутниками позволяют определить их формы и размеры с погрешностями,
которые сопоставимы с данными, получаемыми автоматическими межпланетными станциями
(точность менее пяти километров), что на порядок лучше, чем дают методы
классической ПЗС-астрометрии. Ранее наземным обсерваториям удалось пронаблюдать
покрытия звезд лишь двумя спутниками Юпитера — Ио и Ганимедом.
Сложность подобных наблюдений заключается в трудности
предсказания точного взаимного положения звезд и небесных тел. Однако ситуация
улучшилась после начала работы космического телескопа Gaia. Анализ первого каталога данных,
опубликованного в сентябре 2016 года, позволил предсказать покрытие спутником звезды
9,5 звездной величины 31 марта 2017 года.
Из девяти наблюдательных площадок в Южной Америке три смогли в назначенные
сроки успешно пронаблюдать это событие.
Определенный на основе полученных данных эквивалентный радиус
Европы составил 1561,2 ± 3,6 километра, а ее сплюснутость — на уровне 0,0010 ±
0,0028. Это близко к данным, полученным аппаратом «Галилео», который работал в системе Юпитера и непосредственно наблюдал тело — его измерения дали радиус 1560,8 ± 0,3 километра. Спутник имеет форму эллипса, большая полуось которого имеет размеры
1562 километра, а малая полуось —
1560,4 километра. Кроме того, удалось уточнить положение Европы на небе с
точностью до 0,8 угловых миллисекунд — то есть с точностью до 2,55 километра. Благодаря этому удалось скорректировать параметры орбиты спутника, что важно
для планирования работы будущих миссий к спутникам Юпитера, таких как JUICE и Europa
Clipper.
Проанализировав второй каталог данных Gaia, опубликованный
в апреле 2018 года, астрономы смогли предсказать даты десяти новых покрытий
ярких звезд Европой (22 июня 2020 года), Ио (9 и 21 сентября 2019 года, 2
апреля 2021 года), Ганимедом (25 апреля 2021 года) и Каллисто (20 июня 2020
года, 4 мая 2021 года), которые смогут наблюдаться даже в небольшие телескопы из
разных мест.
Телескоп Gaia был
выведен на орбиту в декабре 2013 года. Благодаря нему астрономы
смогли создать новую трехмерную карту
Млечного пути, которая содержит более миллиарда звезд, определить момент поглощения Млечным Путем галактики-«сосиски» и уточнить скорость
расширения Вселенной.
Александр
Войтюк
