Wyszukiwanie obcym życia będzie wymagać nowego kosmicznego teleskopu

Naukowcy uważają, że jeśli NASA naprawdę chce poważnie zająć się poszukiwaniem życia poza ziemią, agencji potrzebny nowy wielki kosmiczny teleskop — taki, który będzie w stanie bezpośrednio fotografować planety spoza naszego układu Słonecznego. Takich technologii na tą chwilę nie ma — tylko ich surowe wersji. Ale astronomowie twierdzą, że to nasza najlepsza szansa, by znaleźć drugą Ziemię, na której mogą żyć organizmy żywe.

Taka koncepcja misji stała się najwyższą rekomendacją w nowym raporcie, przygotowanym przez członków Krajowych akademii nauk, inżynierii i medycyny. Akademia została wezwana przez Kongres opracować najlepszą strategię studia i badania planet pozasłonecznych — światów, które znajdują się poza układem Słonecznym. I po zebraniu informacji od ekspertów w tej dziedzinie, Krajowych akademii zaprezentowali siedem zaleceń, wśród których w górnej części listy — nowy teleskop.

Że astronomowie planują zrobić z kosmosem?

Oczywiście, nikt nie będzie podnosić wykonanie zapytania, biorąc pod uwagę surową rzeczywistość, z którą spotykał NASA podczas próby zbudować swoją nową wielką kosmiczną obserwatorium kosmicznego teleskopu Jamesa Webb, lub JWST. Początkowo planowano, że będzie kosztować 1 miliard dolarów i uruchomiony w 2007 roku. Ale w zeszłym czerwcu okazało się, że na projekt wydano 9,66 mld dolarów, a sam teleskop zostanie uruchomiony w najlepszym przypadku w 2021 roku. A nowy teleskop, który powinien być zbudowany, aby wyszukać obcej życia, również będzie zawierać nowe technologie, które jeszcze nie były testowane w kosmosie. Może być jeszcze trudniejsze i bardziej kosztowne, niż nawet JWST.

Jednak przy tworzeniu tego raportu, autorzy nie pomyśleli o ewentualnych ograniczeń finansowych. "My specjalnie nie brali pod uwagę koszty, harmonogram, ani żadnych podobnych rzeczy", mówi Scott Gaudi, profesor astronomii Uniwersytetu stanowego w Ohio, który brał udział w tworzeniu raportu, a także pracuje nad koncepcją misji kosmicznego teleskopu HabEx. "To jest po prostu konsensus co do tego, że czuje się экзопланетарное społeczność, i najważniejsze rzeczy, które trzeba zrobić, aby odpowiedzieć na postawione przez nas zadania naukowe".

Cel stosunkowo proste. Pierwszy plan raportu przedstawia, co jest nam potrzebne, aby zrozumieć, jak powstają planety. Kiedy rodzą się gwiazdy, są one zwykle tworzone w pokrętny dysku gazu i pyłu, a następnie w tych samych płytach pojawiają się poszczególne planety. Te dyski są przekształcane z prostego gazu w pełnym planety?

Drugi cel przyciąga wszystkich na tej planecie: czy istnieje inna planeta według rodzaju Gruntów, na których może istnieć życie? I tu jest nam po prostu potrzebny jest nowy teleskop. Bezpośrednie obrazy planet mogliby wiele opowiedzieć o tym, jak wyglądają i co znajduje się w ich atmosferach. Gaz, który otacza naszą planetę, może zawierać ważne wskazówki o tym, co znajduje się pod nim, na powierzchni. Na przykład, gazy, związane z życiem, jak tlenu i metanu, stały się silnym sygnałem na rzecz obecności organizmów biologicznych na odległej planecie. "Moglibyśmy przeprowadzić spis ludności atmosferycznego składu dużej próby planet typu ziemskiego", mówi Laura Крейдберг, экзопланетарный astronom z uniwersytetu harvarda.

Jak rozpoznać egzoplaneta?

W dzisiejszych czasach astronomowie znajdują egzoplanety za pomocą pomysłowych metod, ale nie bezpośrednio. Najprostszym sposobem, aby obserwować odległe światy — zobacz, jak przechodzą przed nadrzędnego gwiazdą, czyli tranzytem. Te przejścia lekko przyćmić światło gwiazdy, powodując niewielkie zmatowienie w jasności, które można zmierzyć się z Ziemi. Statek kosmiczny NASA TESS, znajdujący się na orbicie Ziemi, szuka planety w taki sposób, i przyszły teleskopu Jamesa Webb będzie również. Inna metoda — obserwować, jak grawitacja planety wpływa na rodzica gwiazdę. Pomimo niewielkich rozmiarów, planety mogą powodować lekkie kołysanie gwiazdy, tym samym dając swoją obecność.

Jednak bezpośredni obraz egzoplanety — to monumentalne zadanie, zwłaszcza wielkości Ziemi. Te planety są bardzo blisko znajdują się w swoim rodzicielskim gwiazd i ich zagłusza światło gwiazd. Jedna planeta typu ziemskiego 10 miliardów razy ciemniejszy gwiazdy, na orbicie której się znajduje. Dlatego aby bezpośrednio je sfilmować, naukowcy muszą wyposażyć przyszłych kosmiczne teleskopy specjalnymi narzędziami, które blokują lub zmniejszają światło gwiazd.

Na szczęście, astronomowie nad tym pracują. Jedna z koncepcji, które są rozpatrywane do stosowania, to коронограф — przyrząd optyczny, który można przymocować do teleskopu do tłumienia światła gwiazdy przy pomocy luster, tak, że będzie łatwiej zobaczyć planety, które ukrywają się w pobliżu. Teleskopy na Ziemi i w kosmosie zostały wyposażone w коронографами do nauki Słońca, ale w kosmosie takie o wysokim kontraście narzędzia do blokowania światła odległych gwiazd w pełni jeszcze nie testowane. NASA obecnie planuje zaprezentować pracę tej technologii po raz pierwszy w jednym z nadchodzących kosmicznych teleskopów — WFIRST. Krok ten jest również polecany Krajowymi академиями.

Poza коронографа jest jeszcze jedna ciekawa opcja. Astronomowie chcieli spróbować czegoś, znać jak "gwiezdny cień". To duży kwiat struktura, która leci przed teleskopem, blokując światło od gwiazdy, "rzucając cień". "Ani jeden promień światła gwiazd nie trafi w teleskop, tylko światło planety", mówi Gaudiego.

Problem tylko w tym, że ta technologiajest dość skomplikowany. Kwiatek będzie musiał pływać w 100 000 kilometrów od teleskopu w przestrzeni kosmicznej — i jego stan musi być dokładnie monitorowane, aby normalnie blokować światło odległej gwiazdy. I jak коронограф, gwiezdny cień (lub старшейд) jeszcze bardzo surowy technologia. Oprócz tego, wiele proponowanych przez teleskopy, za pomocą których astronomowie chcą oglądać egzoplanety, będą duże i ciężkie. Na przykład, pojęcia LUVOIR lustro będzie więcej, niż nawet u JWST.

Wszelkie projekty teleskopów z możliwością bezpośredniej obserwacji planet będzie kosztować miliardy dolarów, a takie koszty nie będzie łatwo zaakceptować nawet Kongresu, biorąc pod uwagę opóźnienia w realizacji i rozciąganie budżetu JWST. Ale astronomowie optymistycznie patrzą w przyszłość, wierząc, że pewnego dnia projekt będzie nadal realizowany. Jest ambitny, ale osiągalny cel, zwłaszcza w porównaniu z już osiągniętymi — podjąć ten sam lądowanie ludzi na Księżycu.

Gaudiego oraz rozumie trudności, które stoją na drodze do realizacji takiego projektu. Ale ten raport jest po prostu odzwierciedla to, co ma nadzieję osiągnąć экзопланетарное wspólnoty.

Jak myślicie, czy znajdziemy kiedyś kosmitów? Powiedz w naszej