2014.04.01. - Űrnapraforgó segíthetné az exobolygók lefényképezését

A NASA Jet Propulsion Laboratory tervei szerint a csillagfényt szűrő pajzsként egy nap majd egy óriási napraforgóra emlékeztető űreszköz segítheti a Naprendszeren kívüli bolygók lefényképezését.

A csillagászok exobolygókat körülbelül 20 éve tudnak detektálni, de a több ezer eset túlnyomó része közvetett megfigyelés, egy távoli planéta direkt lefényképezése hihetetlenül bonyolult feladat. Egy bolygó halvány fényének detektálása csillagának milliószor intenzívebb sugárözönében még annál is nehezebb, mintha egy tűt keresnénk a szénakazalban, különösen akkor, ha a szóban forgó planéta egy kicsi, a Földhöz hasonló kőzetbolygó. A "mutatvány" csak úgy hajtható végre, ha blokkoljuk a csillag fényét, mégpedig úgy, hogy közben nem nyomjuk el a körülötte keringő bolygókét is.

Ennek a problémának a megoldását könnyíthetné meg a NASA tervezett virág alakú csillagfény-árnyékolója. Az űrteleszkópokkal együttműködve a pajzs képes lenne arra, hogy az űrtávcső és az észlelt csillag között olyan pozícióba álljon, hogy a csillag fényét még azelőtt blokkolja, mielőtt az elérné a teleszkóp főtükrét. A csillag sugárzásának elnyomásával láthatóvá válna a kísérőkről érkező fény, így rögzíthetnénk a bolygók képét, információt nyerve esetleg arról is, hogy közülük melyek lehetnek alkalmasak valamilyen életforma hordozására.

A virágszirom alakú részek nagyon fontosak az eszköz hatékonysága szempontjából. A Jet Propulsion Laboratory (JPL) projektvezető mérnöke, Stuart Shaklan szerint messziről nézve a szirmok alakja lágyabb élet eredményez, ami a fényhullámok kisebb elhajlását okozza. Ez pedig azt jelenti, hogy a pajzs árnyéka nagyon sötét lesz, azaz az űrtávcső rögzíteni tudja a bolygó fényét, mivel a csillagé nem nyomja el azt.

A képen látható virág a NASA "gondolatkísérlete", de nem a közelgő tavasz ünneplésére. Az állókép a csillag fényét egy űrtávcső elől lámpaernyőként eltakaró óriási űrnapraforgót bemutató animációból származik.
[NASA/JPL-Caltech]

A csillagfény-blokkoló azért is unikális, mivel a többi űrbéli eszköztől eltérően egy két részből álló észlelési rendszer egyik komponense, azaz Shaklan szerint egy már üzemelő űrteleszkóppal együtt is használható lenne. Az egységnek saját hajtórendszere van, melynek segítségével a távcsőtől függetlenül mozoghatna és különböző csillagok elé állhatna be. Ez a működési mód azonban a mérnökök számára számos kihívást jelent, kezdve a pajzs pontos űrbéli pozicionálásától az elért helyzetének pontos megtartásáig, melyen Shaklan és csapata jelenleg is keményen dolgozik.

Jeremy Kasdin (Princeton University), a projekt vezető kutatója szerint a legfontosabb feladat jelenleg az, hogy a blokkolót hogyan tudják úgy kinyitni az űrben, hogy a szirmai milliméter pontossággal a szükséges végállásukba kerüljenek. Kasdin csoportja Princetonban a pajzsnak egy kicsinyített változatát fogja megépíteni, hogy ellenőrizhessék, az elrendezés valóban úgy blokkolja a csillagfényt, ahogyan azt a számítógépes szimulációk mutatják. Ezzel párhuzamosan a JPL csoport egy méretben közel megegyező modellt fog tesztelni a laboratóriumban a pontosság szempontjából.

A kihívások ellenére a megközelítés számos előnnyel járhat majd a bolygóvadászok számára. Kasdin szerint a konstrukció legfőbb erőssége az egyszerűsége. Mivel a csillag fénye a blokkolás miatt soha nem éri el a teleszkópot, annak szerkezete egyszerűbb lehet. A másik, hogy több, különböző célú űrteleszkóppal is alkalmazható lesz, így nem csak az exobolygók után érdeklődő csillagászok használhatják majd.

A NASA mérnökei optimisták, meggyőződésük, hogy a csillagfény-árnyékoló a technológia a szükséges fejlesztése után a jövő exobolygó-kutatásának kulcsfontosságú eszköze lesz. Kasdin szerint a blokkoló segítségével közvetlen felvétel készíthető majd földméretű kőzetbolygókról, ami bolygónk felszínéről biztosan reménytelen vállalkozás. Az így lefényképezett "pötty" pedig talán egy másik Föld lesz...

Forrás:

• ScienceDaily 2014.03.22.
• NASA PlanetQuest 2014.03.18.