Найти «Землю 2.0» может быть проще, если использовать телескоп новой формы
Ученые предложили способ найти десятки планет-близнецов Земли с помощью телескопа необычной прямоугольной формы. Такая конструкция решает главную проблему в поиске экзопланет — как отделять их тусклый свет от яркого сияния звезды. В отличие от других проектов, этот подход не требует технологических прорывов.
Человечество давно ищет жизнь за пределами Солнечной системы. Ученые считают, что наиболее вероятно найти ее на планетах с жидкой водой, которые вращаются вокруг звезд, похожих на наше Солнце. Такие звезды достаточно стабильны, чтобы на их планетах за миллиарды лет могла развиться сложная жизнь. Поэтому самые перспективные для поиска — это примерно 60 подобных звезд в радиусе 30 световых лет от нас.
В поиске таких планет есть одно препятствие — их крайне сложно разглядеть на фоне их звезды. Даже в идеальных условиях звезда в миллион раз ярче планеты размером с Землю. Если их свет сливается в одно пятно, то увидеть планету невозможно.
Чтобы разделить свет звезды и планеты с расстояния в 30 световых лет, нужен телескоп с зеркалом диаметром не менее 20 метров. Он должен работать в инфракрасном диапазоне на длине волны около 10 микрон. Именно в этом диапазоне планеты с жидкой водой излучают больше всего света. Такой телескоп обязательно должен находиться в космосе, потому что земная атмосфера слишком сильно размывает изображение.
Создать и запустить в космос 20-метровый телескоп — задача, которая пока невыполнима для современных технологий. Для сравнения, диаметр зеркала самого большого на сегодня космического телескопа «Джеймс Уэбб» составляет всего 6,5 метра, и его запуск был чрезвычайно сложным проектом.
Ученые рассматривали и другие подходы, но они тоже оказались слишком сложными. Например, можно запустить несколько небольших телескопов, чтобы они работали как один большой. Но для этого нужно поддерживать между ними расстояние с точностью до размера молекулы, что пока невозможно. Другая идея — использовать специальный экран-заслонку, который летит перед телескопом и блокирует свет звезды. Но для этого нужно запускать два аппарата, а перемещение экрана для наведения на разные звезды потребовало бы огромного количества топлива.
«Настолько безумно, что может сработать»: Солнце можно использовать как сверхмощный телескоп
Новая идея астрофизиков, опубликованная в журнале Frontiers in Astronomy and Space Sciences, заключается в изменении формы зеркала. Обычно зеркала телескопов круглые. Новаторы предлагают использовать прямоугольное зеркало размером 1 метр на 20 метров. Длинная, 20-метровая сторона этого зеркала обеспечивает необходимое разрешение, чтобы отделить свет планеты от света звезды в одном конкретном направлении. Чтобы найти экзопланету в любой точке вокруг звезды, телескоп можно просто поворачивать. Так его длинная ось рано или поздно совпадет с линией, которая соединяет звезду и планету.
По расчетам команды, такая конструкция позволит за 3 года найти половину всех планет земного типа у солнцеподобных звезд в радиусе 30 световых лет. Если предположить, что в среднем у каждой такой звезды есть одна похожая на Землю планета, то телескоп сможет обнаружить около 30 потенциальных «запасных планет» для человечества.
После обнаружения этих планет можно будет приступить к изучению их атмосфер. Наличие в атмосфере кислорода, например, может указывать на существование фотосинтеза, а следовательно — жизни. К самому многообещающему кандидату в будущем можно будет отправить исследовательский зонд.
Изображение Leaf Swordy/Rensselaer Polytechnic Institute
