Dve najhorúcejšie a najpútavejšie témy vo vesmíre a astronómii sú v týchto dňoch: 1.) exoplanety - planéty obiehajúce iné hviezdy - a 2.) temná hmota - tieto neznáme veci, ktoré zdanlivo tvoria podstatnú časť nášho vesmíru. Momentálne sa vyvíja kozmická loď, ktorá by mohla pomôcť odpovedať na naše otázky o tom, či tam skutočne existujú iné planéty podobné Zemi, ako aj poskytnúť informácie o povahe temnej hmoty. Kozmická loď sa nazýva SIM - Space Interferometry Mission. "Budeme hľadať ďalšie Zeme okolo iných hviezd," povedal Stephen Edberg, systémový vedec pre misiu, "a pomocou presných meraní hmotnosti galaxií by sme mali byť schopní zmerať aj temnú hmotu."
Vypočujte si Podcast 20. januára 2009 „365 dní astronómie“ a môj rozhovor so Stevom Edbergom a / alebo si prečítajte viac o misii SIM Lite nižšie!
Koncept tejto misie existuje už nejaký čas a tento koncept sa časom zmenil, pričom teleskop prešiel rôznymi inkarnáciami. V súčasnosti sa misia nazýva SIM Lite, pretože samotná kozmická loď sa zmenšila, zrkadlá pre interferometer sa však zväčšili.
Zatiaľ čo interferometria na rádiových vlnových dĺžkach sa vykonáva už viac ako 50 rokov, optická interferometria dozrela len nedávno. Optická interferometria kombinuje svetlo viacerých ďalekohľadov tak, aby fungovala ako jediný oveľa väčší ďalekohľad. SIM Lite bude mať dva senzory hviezdicových interferometrov s viditeľnou vlnovou dĺžkou - ako aj ďalšie pokročilé detektory, ktoré spolu vytvoria mimoriadne citlivý ďalekohľad obiehajúci mimo zemskej atmosféry.
"Sú to prístroje, ktoré dokážu merať polohy na oblohe takmer neuveriteľnou presnosťou," uviedol Edberg. "Envision Buzz Aldrin stojí na Mesiaci." Predstierajte, že drží niklu medzi palcom a ukazovákom. SIM môže zmerať hrúbku tohto niklu, ako to vidí niekto, kto stojí na zemskom povrchu. To je jedna mikrosruhová sekunda, veľmi malý zlomok oblohy. “ Pozrite si video, ktoré to zobrazuje - (je potrebný Quicktime)
Majúc schopnosť robiť podobné merania pomocou SIM, bude možné odvodiť prítomnosť planét do približne 30 svetelných rokov od Zeme, a tieto planéty môžu byť také malé a nízke ako Zem. Odteraz tím SIM plánuje počas päťročnej misie študovať medzi 65 a 100 hviezdami, hľadať analógy Zeme, planéty zhruba rovnako veľké ako Zem obiehajúce okolo ich hviezd v obývateľnej zóne, kde by mohla existovať tekutá voda.
Napríklad SIM Lite by dokázala zistiť obývateľnú planétu okolo hviezdy 40 Eridani A, vzdialenej 16 svetelných rokov, známej fanúšikom televízneho seriálu „Star Trek“ ako umiestnenia domácej planéty pána Spocka, Vulcana. , Pozrite si film znázorňujúci túto možnú detekciu - (je potrebný QuickTime).
SIM nezistí planétu priamo, ale zistením pohybu, ktorý spôsobuje v materskej hviezde. „Je to náročná úloha, niet pochýb,“ povedal Edberg, „ale komplikuje sa to na základe toho, čo vidíme s vlastnou slnečnou sústavou a čo sme videli v iných planetárnych systémoch. Vieme, že existujú aj iné systémy, ktoré majú viac ako jednu planétu. Merania môžu ovplyvniť viaceré planéty. “
SIM karta by však mala byť schopná zistiť rôzne planéty obiehajúce okolo iných hviezd. SIM Lite nedávno prešiel dvojitou slepou štúdiou vykonanou štyrmi samostatnými tímami, ktoré potvrdili, že technológia SIM umožní detekciu planét Zem-hmota medzi systémami s viacerými planétami tým, že má schopnosť zmerať hmotu planét rôznych veľkostí až na najnižšiu Krajina-hmota.
„Až na niekoľko výnimiek boli všetky planéty, o ktorých vieme, odhalené pomocou metódy nazývanej radiálna rýchlosť,“ povedal Edberg, „kde sa pravidelne pozeráme na periodický pohyb hviezdy, ktorá k nám prichádza a odchádza sa od nás. Ale keď robíte takéto merania, keď nemáte žiadne ďalšie informácie, nepoznáte orientáciu obežnej dráhy planét vzhľadom na hviezdu ani hmotnosť hviezdy alebo planéty. “
Pri najhorúcejších hviezdach nemožno radiálnu rýchlosť použiť na hľadanie planét. Ale SIM Lite sa bude môcť pozerať na hviezdy jasné v diagrame od najchladnejších po najteplejších hviezd.
"Zatiaľ sme nenašli žiadne iné planéty Zemskej veľkosti," uviedol Edberg. (Pozri náš článok z 1. 19. 2009 o planéte, ktorá by mohla byť 1,4-krát väčšia ako množstvo Zeme.) „Takže nájdenie analógov Zeme okolo hviezd, ako je slnko, je naozaj veľký cieľ.“
"Je to veľký otáznik na ostatných planétach, o ktorých vieme teraz - verím, že vieme len asi 10% masy extrasolárnych planét," uviedol Edberg.
Druhý program na vyhľadávanie planét, ktorý sa nazýva „rozsiahly prieskum“, bude v našej galaxii snímať zhruba 2 000 hviezd, aby sa určili prevalenčné planéty veľkosti Neptúna a väčšej.
SIM sa tiež použije na meranie veľkosti hviezd, ako aj vzdialeností hviezd, a bude tak môcť urobiť niekoľko sto krát presnejšie, ako bolo doteraz možné. SIM Lite bude vo väčšine prípadov tiež prvýkrát merať pohyb blízkych galaxií. Tieto merania pomôžu poskytnúť prvé merania celkovej hmotnosti jednotlivých galaxií. To všetko umožní vedcom odhadnúť distribúciu temnej hmoty v našej vlastnej galaxii a vo vesmíre.
"Temná hmota je známa svojimi gravitačnými vplyvmi," uviedol Edberg. „Nezdá sa, že by interagoval s normálnou hmotou, ako ju poznáme. Chceme, aby sme na to získali ďalšie stopy, chceme vedieť, kde to je. “
SIM karta sa bude merať v dvoch rôznych mierkach. Jednou z nich je galaxia Mliečna dráha, ktorá vykonáva merania hviezd a guľových zhlukov a meria hviezdy, ktoré boli vytrhnuté z menších galaxií, ktoré obiehajú Mliečnu cestu.
"Môžeme urobiť hromadný model našej galaxie a zistiť, kde je táto hmota, vrátane toho, čo musí byť veľa temnej hmoty," povedal Edberg. „Keď robíme merania toho, ako sa naša galaxia otáča, zistíte, že rotuje ako pevná látka. Namiesto toho, aby ste boli Keplerian, kde si myslíte, že Merkúr obieha okolo Slnka rýchlejšie ako Pluto, z celej cesty vo vnútri galaxie tak blízko, ako je možné zmerať do stredu, za vzdialenosť Slnka, sa Mliečna dráha otáča, akoby bola pevná telo. Nie je to solídne telo, ale to znamená, že musí mať hustotu, ktorá je po celú dobu konštantná a to znamená, že je omnoho viac hmoty, ako môžeme vidieť. “
„Ďalšiu vec, ktorú by sme chceli vedieť, je koncentrácia temnej hmoty v zoskupení galaxií,“ pokračoval Edberg. „Mliečna dráha je súčasťou lokálnej skupiny galaxií a SIM má schopnosť merať hviezdy v rámci jednotlivých galaxií, čo nám môže byť modelované a povedať nám, kde je temná hmota v rámci lokálnej skupiny. To je špička. Toto je jedno z veľkých záhad v súčasnosti v astrofyzike a kozmológii. “
Extra slnečné planéty a temná energia sa môžu javiť ako dve úplne odlišné veci pre jednu kozmickú loď, ktorá sa má hľadať, ale Edberg povedal, že toto je príklad toho, ako je všetko zviazané dokopy.
"Aby sme získali planétové masy, musíme poznať masy materských hviezd," uviedol. „SIM vykoná merania hviezd, najmä binárnych hviezd, a určí množstvo hviezd pre rôzne typy hviezd a bude schopný odhadnúť veľkosti planét, ktoré spôsobujú reflexný pohyb. Aby sme mohli merať, a pretože hviezdy s planétami budú rozptýlené po oblohe, potrebujeme mať mriežku hviezd, ktoré sú pevnými bodmi, aby sme nám povedali zemepisnú šírku a dĺžku. Ak presne viete, kde sú St. Louis a Los Angeles, potom je oveľa ľahšie odhadnúť, kde sú veci medzi nimi. Musíme to urobiť po celej oblohe a urobiť to tak, že to spojíme s hviezdami a SIM to dokáže. Toto sú základné otázky, na ktoré nepoznáme odpovede, ale SIM nám pomôže nájsť odpovede. “
Takže SIM Lite bude hľadať zvnútra nášho susedstva až po okraj vesmíru.
Aký je stav tejto budúcej kozmickej lode?
"Momentálne čakáme," povedal Edberg. „Nedávno sme prešli dvojitým slepým testom, ktorý ukázal, že SIM dokáže nájsť planéty podobné Zemi v systémoch, ktoré majú viac planét. SIM sa tiež podrobuje dekadálnemu preskúmaniu, aby sa zistilo, že astronomická vedecká komunita musí mať misiu ako SIM, aby výrazne posilnila základy. ““
Technická práca sa pripravuje na zostavenie skutočných nástrojov, ale z rozpočtových dôvodov NASA nestanovila dátum začatia. „Myslíme si, že by sme mohli byť pripravení na spustenie do roku 2015, keď dosiahneme pokrok v NASA,“ povedal Edberg, „a postup závisí od dekadálneho preskúmania a správy by mali byť zverejnené približne o rok.“
SIM Lite by poskytla úplne nové možnosti merania v astronómii. Jeho zistenia by pravdepodobne zostali pevne samy osebe, pričom by dopĺňali schopnosti našich súčasných, ako aj ďalších plánovaných budúcich vesmírnych observatórií.
Ďalšie informácie o karte SIM nájdete na webových stránkach misie.
