Projekt Blue: Stavba vesmírného dalekohledu, který by mohl přímo pozorovat planety kolem Alfa Centauri
V posledních několika desetiletích byly v sousedních hvězdných systémech objeveny tisíce exoplanet. Ve skutečnosti, k 1. říjnu 2017, nějakých 3 671 exoplanety byly potvrzeny u 2 751 systémů, přičemž 616 systémů má více než jednu planetu. Bohužel, velká většina z nich byla detekována pomocí nepřímých prostředků, od Gravitační mikročočka na Tranzitní fotometrie a Metoda radiální rychlosti .
A co víc, nemohli jsme tyto planety studovat zblízka, protože dosud neexistují potřebné přístroje. Projekt Modrý , konsorcium vědců, univerzit a institucí, se to snaží změnit. Nedávno spustili a crowdfundingová kampaň přes Indiegogo financovat vývoj vesmírného dalekohledu, který do roku 2021 začne hledat exoplanety v systému Alpha Centauri.
Kromě komerčních a akademických partnerů je projekt Blue výsledkem spolupráce mezi organizacemi Institut BoldlyGo , Mise Kentaur , Institut SETI a University of Massachusetts Lowell . Je řízena a Poradní výbor pro vědu a techniku (STAC) složená z odborníků na vědu a techniku, kteří se věnují průzkumu vesmíru a hledání života v našem Vesmíru.
Umělcova představa planety obíhající kolem hvězdy Alpha Centauri B, člena trojhvězdného systému, který je nejblíže Zemi. Kredit: ESO
Aby splnil svůj cíl přímého studia exoplanet, snaží se Project Blue využít nedávné změny v průzkumu vesmíru, které zahrnují vylepšené nástroje a metodologii, rychlost, s jakou byly exoplanety v posledních letech objeveny, a zvýšenou spolupráci mezi soukromým a veřejným sektorem. Jak vysvětlil prezident a generální ředitel institutu SETI Bill Diamond v nedávném SETI tiskové prohlášení :
„Projekt Blue staví na nedávném výzkumu ve snaze ukázat, že Země není ve vesmíru sama jako planeta schopná podporovat život, a nebylo by úžasné vidět takovou planetu v našem nejbližším sousedním hvězdném systému? To je základní důvod, proč hledáme.'
Jak bylo uvedeno, prakticky všechny objevy exoplanet, které byly učiněny v posledních několika desetiletích, byly provedeny pomocí nepřímých metod – z nichž nejoblíbenější je tranzitní fotometrie. Tato metoda je to, co KepleraK2misí spoléhali na odhalení celkem 5 017 kandidátů na exoplanety a potvrzení existence 2 470 exoplanet (z nichž 30 bylo nalezeno na oběžné dráze v obyvatelné zóně své hvězdy).
Tato metoda spočívá v tom, že astronomové monitorují vzdálené hvězdy kvůli periodickým poklesům jasu, které jsou způsobeny přechodem planety před hvězdou. Měřením těchto poklesů jsou vědci schopni určit velikost planet v tomto systému. Další oblíbenou technikou je metoda radiální rychlosti (neboli Dopplerova), která měří změny polohy hvězdy vzhledem k pozorovateli, aby určila, jak masivní je její systém planet.
Koncept mise Project Blue, ukazující dalekohled, jeho start a rozmístění. Kredit: projectblue.org
Tyto a další metody (samostatně nebo v kombinaci) umožnily uskutečnění mnoha objevů. Dosud však nebyly přímo zobrazeny žádné exoplanety, což je způsobeno rušivým efektem, který mají hvězdy na optické přístroje. Astronomové v podstatě nebyli schopni zaznamenat světlo odrážející se od atmosféry exoplanety, protože světlo přicházející z hvězdy je až deset miliardkrát jasnější.
Výzvou se tak stalo, jak toto světlo zablokovat, aby se mohly zviditelnit samotné planety. Jedním z navrhovaných řešení tohoto problému je NASA Starshade koncept, obří vesmírná struktura, která by byla nasazena na oběžnou dráhu spolu s vesmírným dalekohledem (s největší pravděpodobností Vesmírný dalekohled Jamese Webba ). Jakmile by se tato struktura dostala na oběžné dráze, rozvinula by své fólie ve tvaru květu, aby blokovala oslnění vzdálených hvězd, a umožnila tak JWST a dalším přístrojům přímo zobrazovat exoplanety.
Ale protože Alpha Centauri je binární systém (nebo trinární, pokud počítáte Proxima Centauri), možnost přímo zobrazit jakékoli planety kolem nich je ještě složitější. K vyřešení tohoto problému vyvinul Project Blue plány pro dalekohled, který bude schopen potlačit světlo z Alpha Centauri A i B a současně pořizovat snímky všech planet, které kolem nich obíhají. Je to specializovaný systém potlačení světla hvězd se skládá ze tří komponent.
Za prvé, je to koronograf, nástroj, který se bude opírat o několik technik blokování světla hvězd. Za druhé, je tu deformovatelné zrcadlo, vlnoplochové senzory nízkého řádu a softwarové řídicí algoritmy, které budou manipulovat s příchozím světlem. Nakonec je tu metoda následného zpracování známá jako Orbital Differntial Imaging (ODI), která umožní vědci z projektu Blue zlepšit kontrast pořízených snímků.
Časová osa mise Project Blue, která začne na konci desetiletí a bude trvat šest let. Kredit: projectblue.org
Vzhledem ke své blízkosti k Zemi je systém Alpha Centauri přirozenou volbou pro realizaci takového projektu. V roce 2012 kandidát na exoplanetu – Alpha Centauri BB – bylo oznámeno. V roce 2015 však další analýza ukázala, že detekovaný signál byl artefaktem v datech. V březnu 2015 vznikla druhá možná exoplaneta ( Alpha Centauri Bc ) byl oznámen, ale jeho existence byla také zpochybněna.
S přístrojem schopným přímo zobrazit tento systém by mohla být konečně potvrzena (nebo vyloučena) existence jakýchkoli exoplanet. Jak o projektu řekl Franck Marchis – hlavní planetární astronom z institutu SETI a vedoucí operace projektu Blue Science:
„Project Blue je ambiciózní vesmírná mise navržená tak, aby odpověděla na základní otázku, ale překvapivě existuje technologie pro shromažďování snímku „bledě modré tečky“ kolem hvězd Alpha Centauri. Technologie, kterou použijeme k detekci planety 1 až 10 miliardkrát slabší, než je její hvězda, byla rozsáhle testována v laboratoři a nyní jsme připraveni navrhnout vesmírný dalekohled s tímto přístrojem.
Pokud Project Blue splní své crowdfundingové cíle, organizace hodlá nasadit dalekohled na oběžnou dráhu Near-Earth (NEO) do roku 2021. Dalekohled pak stráví další dva roky pozorováním systému Alpha Centauri pomocí své korongrafické kamery. Celkově vzato, mezi vývojem přístroje a koncem jeho pozorovací kampaně bude mise trvat šest let, což je na astronomickou misi relativně krátká doba.
Projekt Starshot, iniciativa sponzorovaná nadací Breakthrough Foundation, má být první mezihvězdnou cestou lidstva. Kredit: breakthroughinitiatives.org
Potenciální přínos této mise by však byl neuvěřitelně hluboký. Přímým snímkováním další planety v nejbližším hvězdném systému k našemu vlastnímu mohl Project Blue shromáždit životně důležitá data, která by naznačovala, zda jsou tam nějaké planety obyvatelné. Po celá léta se astronomové pokoušeli dozvědět se více o potenciální obyvatelnosti exoplanet zkoumáním spektrálních dat produkovaných světlem procházejícím jejich atmosférou.
Tento proces byl však omezen na masivní plynné obry, které obíhají blízko svých mateřských hvězd (tj. „Super-Jupitery“). I když byly navrženy různé modely pro omezení atmosféry kamenných planet, které obíhají uvnitř obyvatelné zóny hvězdy, žádný nebyl přímo studován. Proto, pokud by se ukázalo, že je úspěšný, projekt Blue by umožnil některé z největších vědeckých objevů v historii.
A co víc, poskytlo by to informace, které by mohly mít dlouhou cestu k informování budoucí mise na Alpha Centauri, jako je např. Průlomový Starshot . Tato navrhovaná mise vyžaduje použití velkého laserového pole k pohonu nanoplavidla poháněného světelnou plachtou až na relativistické rychlosti (20 % rychlosti světla). Při této rychlosti by loď dosáhla Alpha Centauri během 20 let a byla by schopna přenášet data zpět pomocí řady malých kamer, senzorů a antén.
Jak název napovídá, Project Blue doufá, že pořídí první snímky „bledě modré tečky“, která obíhá kolem jiné hvězdy. Toto je odkaz na fotografii Země, kterou pořídil Cestování 1 19. února 1990 poté, co sonda ukončila svou primární misi a připravovala se na opuštění Sluneční soustavy. Fotografie byly pořízeny na žádost známého astronoma a vědeckého komunikátora Carla Sagana.
Fotografie „Bledě modrá tečka“ pořízená sondou Voyager 1. Poděkování: NASA/JPL
Při pohledu na fotografie Sagan slavně řekl: „Podívejte se znovu na tu tečku. to je tady. to je domov. To jsme my. Každý, koho milujete, každý, koho znáte, každý, o kom jste kdy slyšeli, každý člověk, který kdy byl, na něm prožil svůj život.“ Poté se název „Bledě modrá tečka“ stal synonymem pro Zemi a zachytil pocit úžasu a úžasu, žeVýlet 1fotografie vyvolané.
V poslední době byly misemi, jako je tato, pořízeny další fotografie „Bledě modré tečky“. Orbiter Cassini . Při fotografování Saturnu a jeho soustavy prstenců v létě 2013Cassinipodařilo zachytit snímky, které ukazovaly Zemi v pozadí. Vzhledem ke vzdálenosti se Země opět jevila jako malý světelný bod proti temnotě vesmíru.
Kromě spoléhání se na crowdfunding a účast mnoha neziskových organizací se tato nízkonákladová mise také snaží využít rostoucí trend v průzkumu vesmíru – což je otevřená účast a spolupráce mezi vědeckými institucemi a občanskými vědci. To je jeden z primárních cílů projektu Blue, kterým je zapojit veřejnost a vzdělávat ji o důležitosti průzkumu vesmíru.
Jako Jon Morse, generální ředitel BoldlyGo Institute, vysvětlil :
„Budoucnost vesmírného průzkumu skrývá neomezený potenciál pro zodpovězení hlubokých otázek o naší existenci a osudu. Vesmírná věda je základním kamenem pro zkoumání takových otázek. Projekt Blue se snaží zapojit globální komunitu do mise hledat obyvatelné planety a život mimo Zemi.“
V době psaní tohoto článku se Projektu Blue podařilo získat 125 561 USD ze svého cíle 175 000 USD. Pro ty, kteří mají zájem podpořit tento projekt, Project Blue's Indiegogo kampaň bude otevřena dalších 11 dní. A nezapomeňte se také podívat na jejich propagační video:
Další čtení: SOUBOR , Projekt Modrý , Indiegogo