11 miesięcy temu

Czy kolejny teleskop NASA będzie w stanie odkryć nową Ziemię?

Naukowcy od dawna czekali aż powstaną możliwości dokładnego badania egzoplanet. Wkrótce dzięki planom budowy nowego obserwatorium komicznego WFIRST będzie to możliwe.

WFIRST

Projekt budowy obserwatorium umieszczonego w przestrzeni kosmicznej, został zaakceptowany w lutym tego roku przez Narodową Agencję Przestrzeni Kosmicznej. Swoje działanie rozpocznie w 2025 roku.

Powstanie obserwatorium WFRIST (Wide Field Infrared Survey Telescope) zostało zarekomendowane jako główny priorytet badawczy Narodowej Akademii Nauk w raporcie z 2010 roku, zawierającego „listę życzeń” amerykańskich astronomów.

Sercem teleskopu będzie liczące 2,4 metra średnicy lustro. I chociaż tę samą wielkość i jakość ma teleskop kosmiczny Hubblea, WFRIST oferować będzie panoramiczne widoki nieba sto razy większe niż Hubble.

Cel WFIRST

Głównym celem WFIRST będzie badanie ciemnej energii, tajemniczej siły napędowej powodującej przyspieszanie się ekspansji wszechświata, za pomocą urządzenia o nazwie Wide Instrument Pole. Na drugim planie pojawia się też kwestia poszukiwania życia we wszechświecie.

Do tej pory znanych jest ponad tysiąc egzoplanet. W ciągu następnych 10 lat naukowcy przewidują odkrycie kolejnych dziesiątków tysięcy, prawdopodobnie dzięki teleskopowi WFRIST. Do tej pory naszą wiedzę o egzoplanetach posiadamy dzięki misji teleskopu Keplera, który wykorzystując różne techniki badawcze, wykrył około 5 tysięcy prawdopodobnych planet. Kepler realizował swoją misję do czasu awarii sprzętu i zakończenia obserwacji w 2013 roku.

wfirst-1

Dotychczasowe statystyki na temat znanych nam planet sugerują, że prawdopodobnie każda gwiazda na niebie posiada towarzyszącą mu przynajmniej jedną planetę. Jedna na pięć z takich planet może znajdować się w tzw. strefie zamieszkania (odpowiedniej odległości od słońca – nie za blisko i nie za daleko), gdzie mogłaby powstać woda. Najlepszym sposobem aby dowiedzieć się, czy planeta daje szansę na rozwój życia, jest zrobienie jej zdjęcia.

Zadanie to nie jest jednak łatwe jeśli dysponujemy aparatami oddalonymi o lata świetlne od obiektów obserwacji – planety mogą ginąć w świetle swoich gwiazd. To jak próba zrobienia zdjęcia świetlikowi stającemu na tle reflektora.

Ziemska atmosfera stanowi kolejną przeszkodę w obserwacji, dlatego większość astronomów zgadza się, że najlepsze wyniki dałaby obserwacja z teleskopu umieszczonego w przestrzeni kosmicznej.

Jednak ani Hubble ani jego następca – teleskop kosmiczny James Webb, który zostanie wystrzelony w przestrzeń w 2018 roku, nie będą w stanie osiągnąć wysokiego kontrastu potrzebnego do wykonania takich obserwacji (zdjęć).

WFRIST ma poradzić sobie z tymi trudnościami dzięki mechanizmowi koronografii do obrazowania planet. Technologia ta wykorzystywana jest do obserwacji korony gwiazd, odcinając światło pochodzące z jej tarczy (na razie wykorzystywane do badania naszego słońca).

Korona słońca podczas zaćmienia.

Korona słońca podczas zaćmienia.

Ewentualnie WFRIST mógłby wykorzystywać technologię zwaną Starshade – cienkiego jak papier filtra (okultera) w kształcie kwiatu, który będzie w stanie blokować światło w pobliżu gwiazdy.

starshade

starshade-1

W swoich zdolności obserwacyjnych obie technologie są komplementarne. Koronograf może szybko przemieszczać się w przestrzeni celując w poszukiwanie nowych planet. W przeciwieństwie do tego Starshade potrzebuje kilku dni lub nawet tygodni aby spokojne dryfować pomiędzy obiektami , dzięki czemu mógłby dostarczyć lepszej jakości zdjęć, które pozwalałyby na bardziej szczegółowe studiowanie planet.

W idealnym świecie idealna misja zawierałaby obydwa urządzenia – koronograf i Starshade. Na razie jednak obie technologie będą musiały zostać przetestowane pod kątem możliwości ich wykorzystania w planowanej misji.