Téglalap alakú távcső kialakítása bevezetheti a Föld-vadászat 2.0-t

DNVN - Tudósok egy téglalap alakú távcsőmodellt fejlesztenek, amely új korszakot nyithat a "Föld 2.0" (a Naprendszeren kívüli, a Földhöz hasonló körülmények között élő, élet kialakulására alkalmas bolygók) megtalálásának útján.

A Földhöz hasonló bolygók keresése régóta komoly kihívást jelent a csillagászatban, mivel a csillagok elsöprő fényessége miatt szinte teljesen eltakarja őket. A hagyományos távcsőkialakítások nem felelnek meg a feladatnak. Azonban nemrég felmerült egy merész ötlet egy téglalap alakú infravörös távcső létrehozására, amely ígéretet tesz arra, hogy leküzdheti ezt az akadályt, és segíthet az embereknek felfedezni több tucat potenciális bolygót 30 fényéven belül, megnyitva az utat az idegen élet jeleinek keresése előtt.

A Föld az egyetlen ismert bolygó, amelyen létezik élet. Ezen a kék bolygón minden élet folyékony víztől függ a létfontosságú kémiai reakciók fenntartásához. Az egyszerű egysejtű élőlények nagyjából a Földdel egy időben jelentek meg, de körülbelül 3 milliárd évbe telt, mire a bonyolultabb többsejtű életforma kifejlődött. Az ember eközben a bolygó történetének csak egy apró töredékét éli, a Föld korának kevesebb mint tízezred részét.

Ez az idővonal arra utal, hogy az élet nem ritka a folyékony vízzel rendelkező bolygókon. Azonban az univerzumot felfedezni képes intelligens lények rendkívül ritkák lehetnek. Ha az emberiség a Földön kívüli élet után kutat, a legvalószínűbb megközelítés a közvetlen bolygómegfigyelések révén történő megközelítés.

Egy téglalap alakú űrteleszkóp koncepcióterve, amelyet a Digitális Interferométeres Refraktív Űrteleszkóp (DICER), egy hipotetikus infravörös űrmegfigyelő központ, és a James Webb Űrteleszkóp mintájára készítettek. Fotó: Leaf Swordy/Rensselaer Polytechnic Institute.

Az űr hatalmas, és a fizika törvényei megakadályozzák a fénysebességnél gyorsabb utazást vagy kommunikációt. Ezért egy emberéleten belül csak a Naphoz legközelebbi csillagokat lehet tanulmányozni, még robotszondákkal is. Ezek közül a legígéretesebb célpontok a Naphoz hasonló méretű és hőmérsékletű csillagok, mivel ezek hosszú életűek és elég stabilak ahhoz, hogy összetett élet alakuljon ki rajtuk.

A csillagászok eddig mintegy 60, a Naphoz hasonló csillagot azonosítottak a Föld 30 fényévnyi körzetében. A körülöttük keringő, a Földhöz hasonló méretű és hőmérsékletű bolygókat – amelyeken szárazföld és folyékony víz is jelen lehet – tartják az élet megtalálásának legjobb jelöltjeinek.

Egy Föld-szerű exobolygó képének elkülönítése a gazdacsillag vakító fényétől komoly kihívást jelent. Még ideális körülmények között is egy csillag milliószor fényesebb, mint egy bolygó. Ha a kettő összekeveredik, a bolygó detektálása lehetetlenné válik.

Az optikai elmélet szerint egy távcső maximális felbontása a tükör méretétől és a fény hullámhosszától függ. A folyékony vízzel teli bolygók a legfényesebben körülbelül 10 mikron hullámhosszon bocsátanak ki fényt – ez nagyjából egy vékony hajszál vastagsága és a látható fény hullámhosszának hússzorosa. Ezen a hullámhosszon egy távcsőnek legalább 20 méter távolságból kell fényt gyűjtenie ahhoz, hogy elegendő felbontással rendelkezzen ahhoz, hogy elválassza a Földet a 30 fényévnyire lévő Naptól.

Továbbá a távcsöveket az űrbe kell helyezni, mivel a Föld légköre elmosja a képeket. A mai legnagyobb űrteleszkóp – a James Webb Űrteleszkóp (JWST) – 6,5 méteres tükörrel rendelkezik, de a felbocsátása és működtetése rendkívül nehézkes volt.

Mivel egy 20 méteres űrteleszkóp telepítése jelenleg meghaladja a technológiai lehetőségeket, a tudósok számos lehetőséget kipróbáltak. Az egyik megoldás több kisebb teleszkóp felbocsátása és pontos távolság fenntartása közöttük, hogy egy óriási tükröt szimuláljanak. A molekula méretéig terjedő pontos pozicionálás azonban jelenleg lehetetlen.

Egy másik megközelítés a rövidebb hullámhosszú fény használata, amely kisebb teleszkópokat tesz lehetővé. A látható tartományban azonban egy Napszerű csillag 10 milliárdszor fényesebb, mint a Föld, így lehetetlenné teszi, hogy elegendő csillagfényt blokkoljanak a bolygó feltárásához, bár a felbontás elvileg lehetséges.

Egy másik ötlet egy „csillagpajzs” használata – egy több tíz méter átmérőjű űrszonda, amely több tízezer kilométerre elrepül a teleszkóptól, hogy blokkolja a csillagfényt, de átengedje a bolygók fényét. Ehhez azonban két űrszonda felbocsátására lenne szükség, és hatalmas mennyiségű üzemanyagra is szükség lenne a pajzs új helyekre mozgatásához.

Az új tanulmányban a tudósok egy megvalósíthatóbb tervet javasolnak: egy infravörös teleszkópot, amelynek téglalap alakú tükre 1 x 20 méteres, a JWST 6,5 méteres körtükre helyett. A 10 mikronos hullámhosszon működő műszer a tükör hossztengelye mentén választaná szét a csillagfényt és a bolygófényt. A tükör forgatásával a csillagászok a csillag körüli bármely ponton megfigyelhetnék a bolygókat.

A becslések szerint a terv kevesebb mint három év alatt képes lesz kimutatni a Napszerű csillagok körül keringő Föld-szerű bolygók felét. Bár további technikai fejlesztésekre és optimalizálásokra van szükség, a koncepció nem igényel a jelenlegi képességeken túlmutató technológiákat – ami eltér számos más úttörő ötlettől.

Ha átlagosan minden Nap-szerű csillagnak van egy Föld-szerű bolygója, akkor ezzel a távcsőkialakítással körülbelül 30 ígéretes bolygót kellene képesek lennénk észlelni 30 fényéven belül. A további kutatások az atmoszférájukban az oxigén – a fotoszintetikus élet indikátora – jeleinek vizsgálatára összpontosítanak.

A legígéretesebb jelöltek esetében kutatóutakat lehetne indítani, hogy képeket küldjenek a bolygó felszínéről. A téglalap alakú teleszkóp kialakítása ígéretet tesz arra, hogy a legrövidebb utat kínálja „testvérbolygónk” – a Föld 2.0 – megtalálásához.

La Khe (a ScienceAlert szerint)

Forrás: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/thiet-ke-kinh-vien-vong-hinh-chu-nhat-co-the-mo-ra-ky-nguyen-san-tim-trai-dat-2-0/20250902082651458