Биография и научная деятельность Майкла Брауна

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Биография и научная деятельность Майкла Брауна

Сабер Н.О.

Немного о Майкле Брауне:

Майк Браун прочесывает небо в поисках и интенсивном изучении далеких тел в нашей Солнечной системе в надежде получить представление о том, как возникла наша планета и планеты вокруг нее. В этом задании он обнаружил десятки карликовых планет (и понизил один объект с планеты на планету) и в настоящее время находится по горячим следам девятой планеты-гипотетического тела, которое, возможно, является пятой по величине планетой нашей Солнечной системы. Он является профессором планетной астрономии Ричарда и Барбары Розенберг в Калифорнийском технологическом институте и работает там с 1996 года. Он получил множество наград и наград за свою стипендию, включая премию Юри лучшему молодому ученому-планетологу из отдела планетарных наук Американского астрономического общества; президентскую премию за раннюю карьеру; стипендию Слоуна; премию Кавли в области астрофизики 2012 года и, конечно же, премию, с которой началась его карьера, почетное упоминание на его научной ярмарке в пятом классе. В 2014 году он был принят в Национальную академию наук.

Тематические статьи о Брауне и его работе появились в "Нью-Йорке", "Нью-Йорк Таймс", "Лос-Анджелес Таймс" и "Дискавери", а его открытия были освещены на первых полосах бесчисленных газет по всему миру. В 2006 году он был назван одним из 100 самых влиятельных людей журнала Time, а также одним из самых влиятельных Ангелинос журнала Los Angeles magazine. Автор более 150 научных работ. Он является частым приглашенным лектором на астрономических собраниях, а также в научных музеях, планетариях и университетских городках. В Калифорнийском технологическом институте он преподает студентам и аспирантам, начиная от вводной геологии и заканчивая формированием и эволюцией Солнечной системы. Он был особенно рад получить премию Ричарда П. Фейнмана за выдающееся преподавание в Калифорнийском технологическом институте.

Браун получил степень бакалавра в Принстоне в 1987 году, а затем степень магистра и доктора философии в Калифорнийском университете в Беркли в 1990 и 1994 годах соответственно.

Избранные статьи для широкой аудитории:

· Как Мы Открыли Девятую Планету, Журнал Астрономии. Я не выбирал название: это было написано до того, как мы фактически открыли Планету Девять!

· Гипотеза Планеты Девять, Физика Сегодня.

· Обзор того, когда у Земли было две Луны, Эрик Асфаг, Wall Street Journal

· Обзор пяти миллиардов лет одиночества, Автор Ли Биллингс, Washington Post

· Перерыв со скамейки, природа. (Очень короткая) рекомендация для некоторых вдохновляющих и ужасающих летних чтений.

· Война миров, New York Times. Мое мнение, как принимается решение о понижении Плутона в должности.

В течение нескольких лет большая часть моих работ появлялась в моем теперь редко обновляемом блоге. Вот некоторые из моих любимых.

· На Луну (программа "Аполлон", мой отец)

· Планетарные салфетки (поймите Солнечную систему на одной картинке)

· Что такое карликовая планета? (она похожа на настоящую планету, только карликовее)

· А что такое имя? (кто должен называться планетой?)

· Планеты Лайлы Браун (момент, который мне так понравился, что он стал эпилогом моей книги)

· Хаумеа (Открытие и споры вокруг карликовой планеты)

· Детские картинки (открытие Эрис и все остальное)

· Там что-то есть (открытие Седны)

· Призрак прошлого Рождества (секреты Хаумеа)

· Освободите карликовые планеты! (существует много-много карликовых планет, так почему же мы говорим только о 5 из них?)

Мои мемуары об открытии Эриды, понижении Плутона и всей реальной жизни, которая произошла между ними , называются "как я убил Плутона и почему он это сделал", но на самом деле это история любви к моей жене, моей дочери и Солнечной системе. Вот несколько отзывов

· Лос-Анджелес Таймс

· Человек, Который Заставил Планету Исчезнуть, Wall Street Journal

· Человек, который понизил планету Плутон, Boston Globe

Человек который заставил планету исчезнуть:

Майк Браун, профессор астрономии в Калифорнийском технологическом институте, был человеком, который непреднамеренно вызвал этот межпланетный кризис, когда он открыл Эрис, объект, даже более далекий от Солнца, чем Плутон, но значительно более массивный. Недолго превозносимый как 10--я планета, он вскоре вызвал хаос в астрономических кругах, поставив под сомнение само значение слова "планета"--никогда точно не определявшееся прежде-и, наконец, взяв Плутон с собой. Недаром мистер Браун назвал свое открытие именем богини раздора и раздора.

Бодрая, приятная книга мистера Брауна "как я убил Плутона и почему он это сделал" повествует обо всей саге и, в процессе, облегчает печальную судьбу Плутона. Если мы потеряли планету, то обрели бодрый новый голос для популярной науки.

Война миров: космический браун планетный

В прошлом году мы с двумя коллегами объявили, что обнаружили неизвестное тело чуть больше Плутона в дальних уголках нашей Солнечной системы. С тех пор на земле воцарилась астрономическая неразбериха, и, в зависимости от того, кого вы спросите, наша Солнечная система имеет 8, 9, 10 или, что поразительно, 53 планеты.

На следующей неделе Международный астрономический союз, который курирует астрономические правила и Конвенции, проголосует за строгое определение "планеты".” Результат этого голосования трудно предсказать, но вскоре мы, скорее всего, потеряем планету, которую мы знали в течение последних 76 лет, или приобретем, по крайней мере, еще одну.

С научной точки зрения статус Плутона и вновь обнаруженного объекта пока астрономы не решат, что это такое, -- легко определить. Если бы вы бесстрастно взглянули на сотни тысяч тел, вращающихся вокруг Солнца, то только восемь из них (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) могли бы четко различить себя по своим большим размерам.

Остальные объекты, которые значительно меньше, в основном представляют собой либо скалистые тела в поясе астероидов между Марсом и Юпитером, либо ледяные тела в поясе Койпера в отдаленных регионах за Нептуном. Из более чем 1000 известных объектов в поясе Койпера, 2003 UB313 и Плутон являются самыми крупными и вторыми по величине.

Так почему же вообще существует дискуссия, если научная точка зрения так ясна

Все это восходит к открытию Плутона в 1930 году. В то время считалось, что Плутон значительно больше, чем сейчас известно, и существование остальной части Пояса Койпера было неизвестно. Никакой другой разумной категории, в которую можно было бы поместить объект, не существовало, поэтому Плутон стал странной планетой на краю Солнечной системы.

Как мы открыли девятую планету:

В начале 2016 года астрономы ошеломили мир, объявив об открытии очень далекой внешней планеты в Солнечной системе. Вот его история, непосредственно от руководителя группы

В 1820 году Алексис Бувар, директор Парижской обсерватории, заметил в уране нечто забавное. Хотя планета была открыта всего лишь 40 лет назад, Бувар проследил 130 лет счастливых наблюдений Урана -- времен, когда какой -- то астроном нанес на карту звезду, которая, как оказалось, была планетой, - и использовал их, чтобы доказать, что Уран движется по почти круговой орбите вокруг Солнца. Таким образом, уран не был одной из тех надоедливых комет, которые постоянно появлялись в небе. Скорее, это была настоящая далекая планета, как и шесть других, известных до нее.

Но тут возникла проблема. Старые записи о положении Урана были слегка искажены. Бувар пришел к выводу, что либо прежние наблюдения были ошибочными, либо еще одна невидимая планета слегка оттягивала Уран от того места, где он должен был находиться. В последующие десятилетия Уран продолжал отклоняться от своего пути. Больше никаких оправданий найти не удалось. Там что-то было.

Затем, используя данные Бувара, французский математик Урбен Ле Верье предсказал положение Нептуна. А немецкий астроном Иоганн Галле увидел новую планету всего за одну ночь поисков. Это был, пожалуй, самый впечатляющий успех классической небесной механики. После того как Ле Верье получил признание за свое открытие, неудивительно, что астрономы быстро ухватились за идею, что новая восьмая планета может указать путь к девятой.

К 1910 году многие астрономы сделали противоречивые предсказания для девятой планеты, и Эдвард Пикеринг и Персиваль Лоуэлл по отдельности вели безуспешные поиски того, что по-разному называлось планетой о, планетой П или Планетой Х. Предсказания и поиски гигантской планеты за Нептуном продолжались вплоть до 1993 года, когда ученый Лаборатории реактивного движения Майлз Стэндиш опубликовал обновленную информацию о предполагаемом положении всего в Солнечной системе, используя последние данные, полученные в результате тщательных измерений положения космического корабля "Вояджер". Стэндиш убедительно доказал, что все планеты находятся именно там, где им положено быть. Более века поисков планеты Икс были напрасны. Там ничего не было.

Но на самом деле это было не так. Почти в тот самый момент, когда Планета X была упокоена, астрономы обнаружили первый новый объект за пределами Нептуна после случайного открытия Плутона (во время поиска планеты X). По мере роста числа открытий ученые-планетологи быстро поняли, что эта популяция объектов в том, что мы теперь называем поясом Койпера, огромна. Для многих из нас, кто начал изучать эту новейшую известную коллекцию объектов в Солнечной системе, стало очевидным другое: не было никаких шансов, что Плутон станет единственным крупным объектом в поясе Койпера.

К 1998 году я начал крупномасштабную съемку неба с Паломарской обсерватории с ясной целью обнаружения этих самых крупных объектов, но также и с надеждой, что, возможно -- только возможно -- есть что-то новое и большое, что еще можно найти в любом следующем регионе за поясом Койпера.

Еще через пять лет астрономы Чад Трухильо и Дэвид Рабинович присоединились ко мне в поисках, и мы быстро обнаружили невероятно далекий объект. Она была так далеко, что мы надеялись, что это та самая неуловимая новая планета, которую я начал искать пять лет назад. Конечно, это была не Планета Икс, потому что мы знали, что ничто там не было достаточно большим и достаточно близким, чтобы нарушить орбиту Нептуна, но этот новый объект -- обозначенный 2003 VB12 -- был самым отдаленным объектом, когда-либо виденным людьми на орбите вокруг Солнца. Мы подумали, что это, возможно, крошечный, вдвое больше Плутона, ледяной шар на далекой круговой орбите.

Новая планета! Или, по крайней мере, то, что мы тогда назвали бы планетой. Только это было не так. Продолжительные наблюдения показали, что новый объект -- теперь он называется Седна -- составляет всего 40 процентов от размера Плутона и находится вовсе не на круговой орбите, а на чрезвычайно вытянутой орбите, по которой он совершает 10 000-летнее путешествие вокруг Солнца. Самое главное, что самое близкое приближение удлиненной орбиты Седны к Солнцу-орбитальный перигелий-вообще не находится в пределах пояса Койпера, как это происходит для каждого другого объекта пояса Койпера с удлиненной орбитой. Вместо этого он, по -- видимому, был вытянут на 76 астрономических единиц (AU) - почти в два раза больше среднего расстояния до Плутона. (Один АС-это среднее расстояние между Землей и Солнцем, около 92,5 миллиона миль.) Что-то массивное двигалось или двигалось по орбите Седны.

В научной статье, объявляющей о существовании Седны, мы изложили воображаемые возможности: возможно, Седна была перемещена в начале истории Солнечной системы звездами, которые были поблизости; возможно, одна необычно близкая звездная встреча сбила Седну на место совсем недавно; или, возможно, еще невидимая планета размером с Землю на круговой орбите вблизи перигелия Седны отбрасывала объекты на дальние орбиты. Ни одно из этих объяснений не оказалось верным. Вместо этого Седна была нашим первым хорошим ключом к чему-то совершенно другому: гораздо более массивной, гораздо более далекой планете, формирующей орбиты всех самых отдаленных удлиненных объектов Пояса Койпера.

Седна была первой хорошей подсказкой, но это была не первая настоящая подсказка. Тремя годами ранее одна из первых крупных съемок пояса Койпера обнаружила объект под названием 2000 CR105. Орбита этого объекта также является удаленной и вытянутой и, по -- видимому, была вытянута -- или оттолкнута-от Нептуна, хотя и на небольшое расстояние. Это было настолько мало, что некоторые астрономы утверждали, что слегка необычная орбита была вызвана просто долгосрочным взаимодействием с Нептуном. Тем не менее Бретт Глэдмен, ныне работающий в Университете Британской Колумбии, предположил, что, возможно, 2000 CR105 был удален от Нептуна планетой размером примерно с Марс на окраине пояса Койпера. Интересно, что в том, что считалось простым совпадением до этого года, 2000 CR105 и Sedna были вытянуты в одном и том же направлении.

За 15 лет, прошедших с момента этих ранних открытий, в поясе Койпера были обнаружены тысячи новых объектов, в том числе два с удлиненными орбитами, которые, по-видимому, имели свою перигелию, наиболее близкую к Солнцу, немного удаленную от пояса Койпера. По случайному совпадению -- или нет-оба они были вытянуты в том же направлении, что и 2000 CR105 и Sedna.

В 2012 году Трухильо, ныне работающий в Обсерватории Джемини, и Скотт Шеппард из Института Карнеги обнаружили первый новый объект, действительно похожий на Седну, 2012 VP113. Тот факт, что он тоже был вытянут в том же направлении, что и все остальные, снова был упущен из виду как простое совпадение. Однако Трухильо и Шеппард заметили, как им показалось, необычное расположение орбит, и, как это теперь стало обычным делом, предположили, что все еще невидимая планета -- возможно, вдвое больше Земли и лежащая на расстоянии 200 А.Е. -- была естественным объяснением.

В этот момент мы с Константином Батыгиным, недавно нанятым ассистентом профессора Калтеха, заинтересовались. Мы были почти уверены, что предложение Трухильо и Шеппарда не сработает, и быстро убедили себя, что мы были правы (результаты, которых также достигла Мег Швамб, работавшая на Тайване). Ни одна из планет не могла вызвать те изменения, которые, по мнению Трухильо и Шеппарда, они наблюдали.

Однако, внимательно изучив данные, мы заинтересовались этими отдаленными объектами, перигелия которых была удалена от пояса Койпера, и тем фактом, что все они были совпадены. Мы быстро подсчитали, что вероятность того, что такое выравнивание произойдет только благодаря случайности, составит всего около 1 процента-небольшой, но не подавляюще малый шанс. Я помню, как сказал Батыгину: "это интересно, но нам действительно нужно выровнять еще один объект, чтобы сделать его статистически убедительным.”

В ходе, казалось бы, несвязанного анализа бразильский ученый родни Гомес обнаружил необычно большое количество объектов с удаленными орбитами, которые ближе всего к Солнцу были сдвинуты внутрь даже ближе, чем орбита Сатурна, и орбиты которых были закручены так, что они были почти перпендикулярны диску Солнечной системы.

Ни у кого не было никаких реальных предположений о происхождении этих странных предметов. Но у Гомеса была интересная гипотеза: возможно, далекая массивная планета искривляла эти орбиты перпендикулярно и выталкивала их ближе всего к центру.

Для любого, кто обращал пристальное внимание на внешнюю Солнечную систему, это был 1820 год снова и снова. У бувара просто был Уран, чтобы направлять его путь. На этот раз было несколько линий доказательств, предполагающих, что, возможно, необнаруженная планета была там. Как и в 1820 году, размеры, Орбита и масса корабля были совершенно неизвестны, но намеки на то, что там что-то есть, казалось, приходили со всех сторон.

Тем временем мы с Батыгиным увидели новый объект, которого так ждали, когда в 2014 году астрономы сообщили об открытии 2013 RF98, орбита которого удалена, вытянута и выровнена почти точно так же, как и остальные. Все самые дальние орбиты были выровнены. Все дальние орбиты, перигелия которых была вытянута из Пояса Койпера, были выровнены в одном направлении. На этот раз мы вычислили, что вероятность того, что это выравнивание было просто из-за совпадения, снизилась до 0,007 процента. Знаки на небе были ясны: что-то там было.

Мы с Батыгиным принялись за работу. После нескольких месяцев вычислений с помощью пера и бумаги, а затем еще нескольких месяцев детального компьютерного моделирования мы поняли, что все, что мы видим, может быть объяснено планетой немного менее массивной, чем Нептун, на эксцентричной орбите, которая перемещает ее примерно от 200 А.Е. в перигелии до 1200 А. Е. в афелии -- самой удаленной точке от Солнца -- в течение приблизительно 20 000-летнего орбитального периода. Такая планета захватила бы объекты Пояса Койпера с отдаленными вытянутыми орбитами в стабильные орбиты, вытянутые в противоположном направлении от планеты.

Более того, он оттягивал бы перигелии этих объектов Пояса Койпера от пояса Койпера. И в результате, которого мы не ожидали, он изменит эти вытянутые орбиты, повернув их перпендикулярно плоскости планет и направив их перигелии внутрь орбиты Сатурна. Мы не знали, существуют ли такие странные орбиты, потому что, к своему стыду, проглядели статью Гомеса, которая вышла как раз в тот момент, когда мы находились на интенсивной последней фазе нашего анализа. Но когда мы увидели предметы, на которые указывал Гомес, Мы пришли в возбуждение. Наша теория планет не только предсказывает подобные объекты, но и точно предсказывает, как эти орбиты должны быть выровнены. Мы быстро вычислили расположение этих далеких, искривленных орбит, и, к нашему удивлению, орбиты оказались именно там, где мы их предсказывали.

Для нас этот момент ознаменовался переходом от работы над интересной гипотезой о некоторых необычных орбитальных линиях к мгновенному осознанию того, что мы говорим о чем-то, что действительно существует. Это было нечто ожидающее своего открытия, нечто, что одновременно объясняло старые наблюдения, над которыми мы работали, а также кристаллизовало правильные предсказания о вещах, о которых мы совершенно не знали. Нам нравится думать об этом, как о дне, когда родилась Планета Девять.

Учитывая многочисленные эффекты, которые Планета Девять оказывает на внешнюю Солнечную систему, мы можем сделать много выводов о ее свойствах. На практике, поскольку солнечная система является сложным местом, понимание этих свойств потребовало огромного количества компьютерного моделирования. Мы моделируем немного большую планету, немного более близкую планету, немного более наклонную планету и каждый раз сравниваем результаты нашего моделирования с наблюдениями Солнечной системы, которую мы знаем.

Исходя из этих ограничений, мы определили, что масса Планеты Девять примерно в 10 раз больше массы Земли, что ее орбита наклонена примерно на 30 градусов к плоскости планет, что она находится в среднем на расстоянии около 600 АС от Солнца и что когда она находится в своей самой удаленной точке от Солнца, она лежит в направлении вытянутого плеча созвездия Орион.

Все эти относительно подробные знания могут заставить нас думать, что мы могли бы, подобно Ле Верье, просто сказать миру: "Иди посмотри, это будет там!” Но мы не можем. У Ле Верье было то преимущество, что он мог анализировать полную орбиту Урана вокруг Солнца, чтобы увидеть ее отклонения. Если бы мы подождали 10 000 лет, чтобы полностью отследить Седну вокруг ее орбиты, мы тоже смогли бы точно определить Планету Девять.

Вместо этого, однако, у нас есть только снимок орбит множества различных объектов, и мы должны сделать вывод о том, что должно было произойти в прошлом. С практической точки зрения это означает, что, хотя мы знаем орбитальный путь Планеты Девять по небу, мы не знаем, где она находится на своей орбите. Нам больше не нужно обыскивать все небо, чтобы найти девятую планету, но все еще есть много работы.

Однако поиски не будут столь трудными, как это могло бы быть, поскольку многие исследования неба за последние несколько лет охватили большие участки неба и могли бы обнаружить Планету Девять, если бы она находилась в их регионе. Мы знаем, например, что когда Девятая планета находится в своем перигелии, она ярка, как 18-я звездная величина, лежащая в южном небе около созвездия Змееносца. Такой объект был бы обнаружен много лет назад. Скорее всего, Девятая планета сейчас находится ближе к своему афелию, где она будет тускло светиться, вероятно, близко к 25-й звездной величине.

Хотя это очень слабо, обнаружение такого объекта вполне укладывается в возможности 8-метрового телескопа Subaru на Мауна-Кеа и его впечатляющей Hyper Suprime-Cam, мозаики из 112 ПЗС-камер, охватывающих почти два квадратных градуса неба с каждой экспозицией. Мы уже начали наши поиски с помощью этого телескопа. За ним, вероятно, последуют и другие астрономы.

Неужели Девятая планета действительно существует? Всегда разумно быть скептиком, но все же мы совершенно убеждены, что ответ-да. Что-то должно быть ответственно за все необычные орбиты, которые мы сейчас видим во внешней Солнечной системе. Планета Девять-наиболее вероятное объяснение.

Так что если он действительно там, то когда мы его найдем? Мир был предупрежден, и несколько команд вышли на охоту. Может быть, в течение следующих пяти лет кто-нибудь где-нибудь в телескоп заметит слабую точку на небе, которая на следующую ночь переместится в другое место. Когда они впервые увидят его, у них перехватит дыхание. Потом они перепроверят все данные и снова ахнут. Они будут клянчить и занимать несколько часов на больших телескопах здесь и там, чтобы подтвердить медленное шествие вспышки по небу. Наконец, после проверки, перепроверки и проверки еще 10 раз, они сделают драматическое объявление теперь уже предвкушающему миру: Девятая планета найдена; Девятая планета реальна!

Размещено на Allbest.ru