Prace nad projektem nowego teleskopu NASA — Habitable World Observatory (HWO), idą pełną parą. W ubiegłym tygodniu na California Institute of Technology (Caltech) naukowcy i inżynierowie dyskutowali nad tym, jaką technologię w nim zastosować.
Zadaniem tego teleskopu będzie przeszukiwanie atmosfer egzoplanet, czyli planet obiegających planety inne niż Słońce, pod względem obecności śladów życia. Nie ma wątpliwości, że będą to bardzo trudne poszukiwania – porównywalne do szukania igły w stogu siana. NASA szacuje, że planet o wielkości podobnej do Ziemi i znajdujących się w takiej odległości od swojej gwiazdy, by mogła istnieć tam woda, jest kilka miliardów. I to tylko w Drodze Mlecznej!
Na szczęście naukowcy wiedzą, czego będą szukać i jakie znaki mogłyby oznaczać życie. Nie będą to poszukiwania małych zielonych ludzików, lecz związków chemicznych nazywanych biosygnaturami, będących dowodami na istnienie życia w przeszłości lub obecnie. HWO będzie poszukiwać w atmosferach egzoplanet np. tlenu, pary wodnej, czy metanu.
HWO będzie posiadać pewną właściwość, która pozwoli mu na badanie atmosfer egzoplanet, a mianowicie umiejętność blokowania silnego blasku emitowanego przez gwiazdy, dookoła których orbitują egzoplanety. To pozwoli mu na wyłapanie i zbadanie słabszego światła, które niesie w sobie „ślady” atmosfer.
Każdy pierwiastek i związek chemiczny absorbuje i emituje falę o długości zależnej od swojego składu. Dlatego analizując światło, które natknęło się na swojej drodze na atmosferę egzoplanety, jesteśmy w stanie dowiedzieć się, z czego się składa, używając procesu nazywanego spektroskopią.
Istnieją dwa możliwe sposoby, jak HWO będzie blokować nadmiar światła. Pierwszym z nich jest wykorzystanie opracowanego przez NASA zewnętrznego koronografu Starshade (ang. Cień gwiazdy), który rozkłada się w parasol o kształcie przypominającym słonecznik. Drugą opcją jest użycie koronografu umieszczonego w środku, podobnego do tego wykorzystywanego do badania powierzchni Słońca.
Ilustracja obrazująca Habitable World Observatory oraz rozłożony Starshade na orbicie
Jednak ziemiopodobne planety emitują światło 10 miliardów razy słabsze niż gwiazdy, dookoła których orbitują. Z tego powodu koronograf użyty w HWO będzie musiał przewyższać wszystkie poprzednio zbudowane pod względem zaawansowania technologicznego.
Jedną z podniesionych na zeszłotygodniowym spotkaniu w Caltech propozycji było wykorzystanie zmieniającego kształt lustra do kontrolowania fal światła. Mimo tego, że zwykłe koronografy są w stanie zablokować większość światła gwiazdy, to jednak jego niewychwycona część wciąż może mieć wpływ na końcowy obraz, ukazując się jako małe plamki. Kierując małymi elementami, które deformują kształt lustra, naukowcy są w stanie usunąć przeszkadzające pozostałości świetlne.
Jednocześnie trwają próby znalezienia egzoplanet jak najbardziej podobnych do Ziemi, których atmosfera będzie zbadana przez HWO w przyszłości. Jak dotąd odkryto ponad 5,5 tysiąca egzoplanet, lecz żadna z nich nie jest dostatecznie podobna do Błękitnej Planety. Naukowcy mają nadzieję, że dzięki rozwijaniu technologii do poszukiwań egzoplanet, w momencie wystrzelenia HWO będzie znanych przynajmniej 25 „bliźniaczek Ziemi”.
HWO zostało zaliczone do priorytetowych misji przez Decadal Survey on Astronomy and Astrophysics 2020 (Astro2020) – plan działania dla społeczności astronomicznej do zrealizowania w ciągu najbliższej dekady. Powodem jest fakt, że poszukiwanie śladów życia nie jest jedynym zadaniem tego teleskopu – będzie on grał także kluczową rolę w innych przedsięwzięciach astrofizycznych. Aktualna przewidywana data rozpoczęcia misji to końcówka 30. lub początek lat 40.
Korekta — Rafał Górski
