Skrivanje sonca: iskanje drugih Zemlj

Bal-Can-Can - Бал-кан-кан - Balcancan (2005) [prevod СРБ,HR,МК,SLO,ENG,TUR,BRA,БГ] (Junij 2019).

Anonim

Ljudje smo morda edini, ki razmišljajo o našem mestu v vesolju. Če inteligentni tujci gredo kozmos, bi lahko tudi postavili vprašanje, ki je že stoletja prijel ljudi: ali smo sami? Ti tujci imajo lahko celo velikanske vesoljske teleskope, namenjene študiju oddaljenih planetov in iskanju življenja. Če bi eden od teh teleskopov zajemal podobo našega modrega marmorja na planetu, bi dokazi o gozdovih in bogatih bitjih izstopali iz preprostih kemikalij: kisika, ozona, vode in metana.

Mnogi zemeljski nasveti v NASA v upanju, da bodo za planetov podobne planete zajeli podobne kemijske sledove, ki presegajo naš sončni sistem, znan tudi kot exo-Earth, kjer je "exo" grški za "zunanje". Raziskovalci razvijajo nove tehnologije s ciljem izgradnje vesoljskih misij, ki lahko zajamejo ne samo slike teh ekso-Zemlj, ampak tudi podrobne kemijske portrete, imenovane spektre. Spektra ločuje svetlobo v njene sestavne barve, da bi odkrila skrivnosti planetov, atmosfere, podnebne razmere in potencialno nastanitev.

"Dokazi za življenje ne bodo izgledali kot zeleni ljudje - razkrivajo se v spektru, " je povedal Nick Siegler, glavni tehnološki urad za NASA-jev programski urad za raziskovanje eksplanetov v laboratoriju za pogon Jet Propulsion v Pasadeni, Kalifornija. Program pomaga razvijati načrte NASA za prihodnje predstavitvene misije exo-Earth.

Odsoten je zvezda

Na poti do tega cilja, NASA dejavno razvija tehnologijo koronaprave v različnih laboratorijih, vključno z JPL. Coronagraphs so instrumenti, uvedeni v začetku 20. stoletja, da bi preučili naše sonce. Uporabljajo posebne maske, da blokirajo svetlobo s krožnega diska sonca, tako da lahko znanstveniki preučujejo svojo zunanjo atmosfero ali korono.

Zdaj NASA razvija bolj sofisticirane koronarne elemente, da blokira bleščečo svetlobo drugih zvezd in razkrije slabe planete, ki bi jih lahko orbitirajo. Zvezde daleč presegajo svoje planete; na primer, naše sonce je 10 milijard svetlih svetlih od Zemlje. To je podobno poplavam luči nogometnih stadionov poleg majhne sveče.

"Iskanje planetov, podobnih Zemlji, se začne z zatiranjem zvezdne svetlobe, " je povedala Rhonda Morgan iz JPL, koronarni tehnološki urad za program Exoplanet Exploration Program Office. "To je kot blokiranje sonca s senčnikom za vožnjo, da bi videl cesto."

Teleskopi na tleh že uporabljajo koronarne elemente za fotografiranje planetov, vendar so ti planeti lažje fotografirati, ker so veliki, svetli in orbiti daleč od njihovih gostiteljskih zvezd. Da bi posneli sliko planetov velikosti Zemlje, ki leži v bivalnem območju sončnih zvezd - območje, kjer so temperature primerne za morebitne tekoče oceane in jezera - bodo potrebovali teleskop v vesolju. V vesolju se lahko izognemo zamegljenim učinkom našega blistenega ozračja.

Pri predlaganih vesoljskih misijah se razvija več vrst koronastih elementov. Ena misija, ki jo vodi NASA-ov Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland, je znana kot WFIRST. WFIRST pomeni širokokotni infrardeči teleskop. Misija WFIRST bi lahko identificirala kemikalije v atmosferah eksoplanetov, majhnih kot super-zemlja, ki so kot večji bratranci Zemlje, kot je Kepler-452b, nedavno odkritje misije NASP Kepler. To bi utrlo pot za prihodnje študije manjših ekso-Zemljin. Misija WFIRST bi raziskala tudi druge kozmične skrivnosti, kot so temna snov in temna energija.

Tinkering z drobnimi maski

Inženirji in znanstveniki v podjetju JPL se ukvarjajo z različnimi koronagraphnimi tehnologijami za WFIRST. Ilya Poberezhskiy, ki upravlja testne plošče na JPL, je razložil dva primarna koronaprava, medtem ko je držal v roki majhne maske, ki blokirajo zvezdo. Ena od njih je maska ​​"oblikovane zenice", nekaj centimetrov čez, medtem ko je maska ​​"hibridna Lyot" piknik pike, ki je komaj vidna samo v eni desetini milimetra. Obe tehnologiji bosta letela skupaj na misiji WFIRST kot del enega instrumenta - okluzivni koronarni maski.

"Mehanizem, podoben kolesom, se bo zasukal, da bi zamenjal različne maske znotraj instrumenta in pretvoril koronar iz enega načina v drugega, " je povedal Poberezhskiy.

Glavni izziv za koronarne je nadzor zvezdne svetlobe, ki se nagiba k zavesti. Samo dajanje krožne maske pred zvezdo ne ovira svetlobe v celoti; zvezdna svetloba ovinka okoli maske, kot so oceanski valovi, ki se ukrivijo okoli otokov v postopku, imenovanem difrakcija. Vsaka vrsta koronaprata obravnava ta izziv drugače z uporabo več mask in zrcal, ki se lahko deformirajo, da bi v različnih fazah zaporedno zavirali zvezdno svetlobo.

Animacija, ki pojasnjuje, kako deluje Hybrid Lyot coronagraph, je na voljo na spletnem naslovu exoplanets.jpl.nasa.gov/resources/1061/

"Zvezdna lučka rad hodi po vsem mestu in na območje, kjer si želite ogledati planet, " je povedal Wes Traub, znanstveni znanstvenik za WFIRST. "Cilj je zdaj postati bolj praktičen z vrsto teleskopa, ki ga bomo uporabljali za WFIRST."

Kako ravnati s tresenjem

Še en izziv pri oblikovanju koronarhov se prilagaja majhnim vibracijam vesoljskega teleskopa ali tresenja. Ekipa JPL ocenjuje, kako njihovi koronarni delujejo s tresenjem s simuliranjem učinkov v vakuumski komori. Za teste so zgradili simulator teleskopa na mizi.

"V vesolju teleskopi doživljajo upogibanje in vibracije, ki jih je treba meriti in zmanjšati v koronarju, " je povedal Poberezhskiy. "Naš borov teleskop nam bo omogočil, da testiramo koronar WFIRST pod realnimi, prostorsko podobnimi pogoji."

Ker se razvoj WFIRST giblje naprej, načrtovalci misij že razmišljajo o možnem naslednjem koraku: vesoljski teleskop, zasnovan za prikaz resničnih analogov Zemlje. Takšna naloga je lahko več kot desetletje, vendar je razvoj matice in vijakov tehnologije v teku v mrzlih korakih.

"To je razburljiv čas za raziskave ekoplanetov, " je povedal Gary Blackwood, vodja raziskovalnega programa Exoplanet. "To je zgodovina v izdelavi."

WFIRST upravlja NASA-jev Goddard s sodelovanjem JPL, Instituta za vesoljski teleskop v Baltimoru, Infrardečem centru za obdelavo in analizo, tudi v Pasadeni, in znanstveno skupino, ki jo sestavljajo člani ameriških raziskovalnih institucij po vsej državi.

menu
menu