Dizajn konceptual për një teleskop hapësinor drejtkëndor, i modeluar sipas Diffractive Interfero Coronagraph Exoplanet Resolver (DICER), një observator hapësinor infra të kuq në nivel idesh, dhe Teleskopi Hapësinor James Webb. Kredite: Leaf Swordy/Rensselaer Polytechnic Institute.
Toka mbështet jetën e vetme të njohur në univers, të gjithë të varur në mënyrë kritike nga prania e ujit të lëngshëm për të mundësuar reaksionet kimike. Ndërsa jeta njëqelizore ka ekzistuar pothuajse që nga vetë ekzistenca e Tokës, iu deshën afërsisht tre miliardë vjet që të formohej jeta shumqelizore. Jeta njerëzore ka ekzistuar për më pak se një të dhjetëmijëtën e moshës së Tokës.
E gjitha kjo sugjeron se jeta mund të jetë e zakonshme në planetë që mbajnë ujë të lëngshëm, por mund të jetë e rrallë të gjendet jetë që studion universin dhe kërkon të udhëtojë në hapësirë. Për të gjetur jetë jashtëtokësore, mund të jetë e nevojshme të udhëtojmë drejt saj.
Megjithatë, gjigantësia e hapësirës, e kombinuar me pamundësinë e udhëtimit ose komunikimit më shpejt se shpejtësia e dritës, vendos kufizime praktike mbi sa larg mund të shkojmë.
Vetëm yjet më të afërt me Diellin mund të vizitohen potencialisht brenda një jete njerëzore, edhe nga një sondë hapësinore. Për më tepër, vetëm yjet me madhësi dhe temperaturë të ngjashme me Diellin janë mjaftueshëm jetëgjatë dhe kanë atmosfera të qëndrueshme që jeta shumqelizore të ketë kohë të zhvillohet.
Për këtë arsye, yjet më me vlerë për t’u studiuar janë rreth 60 yje të ngjashëm me Diellin që janë më afër nesh se rreth 30 vite-dritë. Planetët më premtues që rrotullohen rreth këtyre yjeve do të kishin madhësi dhe temperatura të ngjashme me Tokën, në mënyrë që të ekzistojë tokë e ngurtë dhe ujë i lëngshëm.
Një gjilpërë në kashtë
Vëzhgimi i një ekzoplaneti të ngjashëm me Tokën, veçmas nga ylli rreth të cilit rrotullohet, është një sfidë madhore. Edhe në skenarin më të mirë të mundshëm, ylli është një milion herë më i ndritshëm se planeti; nëse të dy objektet duken të shkrirë bashkë, nuk ka shpresë për të zbuluar planetin.
Teoria e optikës thotë se rezolucioni më i mirë që mund të arrihet në imazhet e teleskopit varet nga madhësia e teleskopit dhe gjatësia valore e dritës së vëzhguar.
Planetët me ujë të lëngshëm lëshojnë më shumë dritë në gjatësi valore rreth 10 mikronë (gjerësia e një fije floku njerëzor dhe 20 herë gjatësia tipike e dritës së dukshme). Në këtë gjatësi valore, një teleskop duhet të mbledhë dritë mbi një distancë të paktën 20 metra për të pasur rezolucion të mjaftueshëm për të ndarë Tokën nga Dielli në një distancë prej 30 vite-dritë.
Për më tepër, teleskopi duhet të jetë në hapësirë, sepse shikimi përmes atmosferës së Tokës do ta turbullonte shumë imazhin. Megjithatë, James Webb Space Telescope (JWST) ka vetëm 6.5 metra diametër, dhe ai teleskop ishte jashtëzakonisht i vështirë për t’u lëshuar.
Siqë ndërtimi i një teleskopi hapësinor 20 metra duket i paarritshëm me teknologjinë aktuale, shkencëtarët kanë eksploruar disa qasje alternative.
Një ide është lëshimi i disa teleskopëve më të vegjël që mbajnë distanca jashtëzakonisht të sakta midis tyre, në mënyrë që i gjithë grupi të veprojë si një teleskop me diametër të madh. Por ruajtja e kësaj saktësie të pozicionimit (që duhet të kalibrohet në nivelin e madhësisë së një molekule) është për momentin e pamundur.
Propozime të tjera përdorin gjatësi valore më të shkurtra, që të mjaftojë një teleskop më i vogël. Por, në dritën e dukshme, një yll i ngjashëm me Diellin është mbi 10 miliardë herë më i ndritshëm se Toka. Është përtej aftësive aktuale të bllokohet mjaftueshëm drita e yllit për të parë planetin në këtë rast, edhe nëse në parim imazhi ka rezolucion të mjaftueshëm.
Një ide tjetër për të bllokuar dritën e yllit përfshin lëshimin e një anije kozmike të quajtur “starshade”, me përmasa dhjetëra metra, në një distancë prej dhjetëra mijëra kilometrash përpara teleskopit hapësinor, në mënyrë që të bllokojë saktësisht dritën e yllit, ndërsa drita e një planeti shoqërues nuk bllokohet.
Megjithatë, ky plan kërkon lëshimin e dy anijeve kozmike (një teleskop dhe një starshade). Për më tepër, orientimi i teleskopit drejt yjeve të ndryshëm do të nënkuptonte zhvendosjen e starshade-it me mijëra kilometra, duke përdorur sasi jashtëzakonisht të mëdha karburanti.
Një perspektivë drejtkëndore
Në një punim të botuar në Frontiers in Astronomy and Space Sciences, astrofizikanët propozojnë një alternativë më të realizueshme.
Ata tregojnë se është e mundur të gjenden planetë të afërt, të ngjashëm me Tokën, që rrotullohen rreth yjeve të ngjashëm me Diellin, me një teleskop që është përafërsisht i njëjtë në madhësi me JWST, duke punuar në të njëjtën gjatësi valore infra të kuqe (10 mikronë), por me një pasqyrë drejtkëndore një me 20 metra, në vend të një rrethi 6.5 metra në diametër.
Me një pasqyrë të kësaj forme dhe madhësie, ata mund të ndajnë një yll nga një ekzoplanet në drejtimin ku pasqyra është 20 metra e gjatë. Për të gjetur ekzoplanetë në çdo pozicion rreth një ylli, pasqyra mund të rrotullohet në mënyrë që boshti i saj i gjatë të përkojë ndonjëherë me vijën mes yllit dhe planetit.
Ekipi tregon se ky dizajn mund, në parim, të gjejë gjysmën e të gjithë planetëve ekzistues të ngjashëm me Tokën që rrotullohen rreth yjeve të ngjashëm me Diellin brenda 30 vite-dritë, në më pak se tre vjet. Ndërsa dizajni do të ketë nevojë për zhvillim dhe optimizim të mëtejshëm inxhinierik përpara se aftësitë e tij të konfirmohen, nuk ka kërkesa të dukshme që të kërkojnë zhvillime të rënda teknologjike, siç është rasti me idetë e tjera kryesore.
Nëse ka afërsisht një planet të ngjashëm me Tokën për çdo yll të ngjashëm me Diellin, atëherë do të gjenim rreth 30 planetë premtues. Studime të mëvonshme mbi këta planetë mund të identifikojnë ata me atmosfera që sugjerojnë praninë e jetës, për shembull oksigjenin, i cili është formuar përmes fotosintezës.
Për kandidatin më premtues, ne mund të dërgonim një sondë që përfundimisht do të transmetonte imazhe të sipërfaqes së planetit, thonë astrofizikanët. Teleskopi drejtkëndor mund të ofrojë një rrugë të thjeshtë drejt identifikimit të planetit tonë motër, Toka 2.0.
