Инженеры предложили новую технологию для поиска потенциально обитаемых планет
Инженеры из Университета Центральной Флориды предложили технологию, которая поможет будущим космическим телескопам находить обитаемые планеты у других звезд. Руководитель проекта Стивен Айкенберри говорит, что мы находимся в одной миссии от того, чтобы посмотреть на небо и узнать, одни ли мы во Вселенной.
Технология называется PEEPSS — фотонная спектроскопическая система для наблюдения экзопланет. Она нужна NASA для проекта «Обсерватория обитаемых миров» — телескопа, который планируют запустить, чтобы искать землеподобные планеты за пределами Солнечной системы и анализировать их атмосферы на признаки жизни.
Главная сложность в том, что любая планета в обитаемой зоне вращается близко к своей звезде, а звезда светит в десять миллиардов раз ярче планеты. Айкенберри сравнивает эту задачу с попыткой увидеть мигающий огонек, когда тебе в лицо направляют прожектор.
Чтобы решить эту задачу, астрономы используют коронографы — приборы, которые блокируют свет звезды и пропускают слабый сигнал планеты. Но даже крошечные несовершенства оптики телескопа пропускают огромное количество света звезды. Одна миллионная доля утечки звучит незначительно, но эта доля все равно ярче экзопланеты в десять тысяч раз.
Экзопланеты: какие бывают, как их открыли и есть ли среди них пригодные для жизни
PEEPSS решает эту проблему с помощью датчика волнового фронта — прибора, который замечает и исправляет искажения света до того, как они перекрывают сигнал планеты. Большинство существующих систем следят за светом на ранних этапах его пути через телескоп. PEEPSS работает иначе: он анализирует свет прямо в фокальной плоскости — там же, где происходит съемка.
Это различие позволяет находить и исправлять оптические ошибки, которые возникают уже после того, как свет прошел через коронограф. Ученые называют такие искажения аберрациями некомпланарного пути.
В основе PEEPSS лежит устройство под названием фотонный фонарь. Оно разделяет сложный входящий свет на отдельные оптические каналы и позволяет ученым восстанавливать не только яркость света, но и его фазу — характеристику световой волны, которую обычные детекторы отбрасывают. Дополнительные данные о фазе света дают возможность применить квантово-инспирированную обработку изображений — метод, который использует особенности поведения света, чтобы повысить разрешение снимка и отфильтровать оставшийся свет звезды.
Проект PEEPSS рассчитан на три года. За это время команда построит и протестирует прототипы фотонных фонарей в лаборатории и на настоящих телескопах. Некоторые версии технологии уже проверили на телескопах в Гавайях — совместно с Исследовательской лабораторией ВВС США и зарубежными партнерами.
Если проект получит развитие, технология может войти в состав будущих миссий NASA по поиску обитаемых планет. Айкенберри выделяет два возможных результата. Скорее всего, удастся найти планету с условиями, подходящими для жизни. Это уже неплохо. Обнаружить реальные доказательства существования жизни на другой планете гораздо сложнее, но если это случится, то станет одним из величайших научных открытий в истории человечества.
Фото Antoine Hart / University of Central Florida
Самое популярное
