Două dintre cele mai tari și antrenante subiecte din spațiu și astronomie în zilele noastre sunt 1.) exoplanete - planete care orbitează alte stele - și 2.) materie întunecată - acele lucruri necunoscute care aparent constituie o parte considerabilă a universului nostru. Există o navă spațială în curs de dezvoltare care ar putea ajuta la răspunsul la întrebările noastre dacă există cu adevărat alte planete similare Pământului, precum și să ofere indicii despre natura materiei întunecate. Nava spațială se numește SIM - Misiunea Interferometriei Spațiale. „Vom căuta alte Pământuri în jurul altor stele”, a spus Stephen Edberg, om de știință pentru misiune, „și prin efectuarea măsurărilor exacte în masă a galaxiilor, ar trebui să putem măsura și materia întunecată.”
Ascultați Podcast-ul „365 de zile de astronomie” din 20 ianuarie 2009 și interviul meu cu Steve Edberg și / sau citiți mai multe despre misiunea SIM Lite de mai jos!
Conceptul acestei misiuni a fost de ceva vreme, iar conceptul sa schimbat de-a lungul timpului, telescopul trecând prin diferite încarnări. În prezent, misiunea se numește SIM Lite, deoarece nava spațială în sine a devenit mai mică, cu toate că oglinzile pentru interferometru au devenit mai mari.
În timp ce interferometria la lungimi de undă radio a fost făcută de peste 50 de ani, interferometria optică s-a maturizat recent doar. Interferometria optică combină lumina mai multor telescoape pentru a funcționa ca un singur telescop mult mai mare. SIM Lite va avea doi senzori interferometri stelari cu lungime de undă vizibilă - precum și alți detectori avansați, care vor lucra împreună pentru a crea un telescop extrem de sensibil, care orbitează în afara atmosferei Pământului.
„Acestea sunt instrumente care pot măsura pozițiile pe cer cu o precizie aproape incredibilă”, a spus Edberg. - Imaginează-l pe Buzz Aldrin în picioare pe lună. Pretinde că are un nichel între degetul mare și arătător. SIM poate măsura grosimea acelui nichel așa cum o vede cineva care stă pe suprafața Pământului. Acesta este un mic arc secund, o fracțiune foarte mică a cerului. " Urmăriți un videoclip înfățișând acest lucru - (este nevoie de timp rapid)
Având capacitatea de a efectua măsurători de genul SIM, va fi posibil să deducem prezența planetelor în termen de aproximativ 30 de ani-lumină de pe Pământ, iar aceste planete pot fi la fel de mici și de masă mică ca Pământul. De acum, echipa SIM anticipează studierea între 65 și 100 de stele într-o misiune de cinci ani, căutând analogii Pământului, planetele aproximativ aceeași masă ca Pământul care orbitează stelele lor în zona locuibilă, unde ar putea exista apă lichidă.
Așadar, de exemplu, SIM Lite ar putea detecta o planetă locuibilă în jurul stelei 40 Eridani A, aflată la 16 ani-lumină distanță, cunoscută fanilor serialului de televiziune „Star Trek” drept locația planetei de origine a domnului Spock, Vulcan . Vedeți un film care prezintă această posibilă detectare - (este necesar QuickTime).
SIM nu va detecta direct o planetă, ci detectând mișcarea pe care o provoacă în stea-mamă. „Aceasta este o sarcină dificilă, nu există nicio întrebare”, a spus Edberg, „dar se complică, pe baza a ceea ce vedem cu propriul nostru sistem solar și pe ceea ce am văzut în alte sisteme planetare. Știm că există alte sisteme care au mai mult de o planetă. Mai multe planete pot încurca măsurătorile. "
Dar SIM ar trebui să poată detecta diferite planete de dimensiuni care orbitează alte stele. SIM Lite a trecut recent un studiu dublu orb realizat de patru echipe separate care au confirmat că tehnologia SIM va permite detectarea planetelor de masă a Pământului în sistemele cu mai multe planete, prin posibilitatea de a măsura masa planetelor de dimensiuni diferite, la un nivel cât mai scăzut. Pământ-masă.
„Cu câteva excepții, toate planetele despre care știm au fost detectate folosind o metodă numită viteză radială”, a spus Edberg, „unde privim mișcarea periodică a stelei care vine spre noi și se îndepărtează de noi în mod regulat. Dar atunci când faceți măsurători de genul acesta, atunci când nu aveți alte informații, nu știți orientarea orbitei planetelor în ceea ce privește steaua, sau masa stelei sau a planetei. "
Cu cele mai tari stele, viteza radială nu poate fi folosită pentru a căuta planete. Însă SIM Lite va putea privi stele clare în diagrama de la cele mai cool până la cele mai tari stele.
„Până în prezent, nu am găsit alte planete de dimensiunea Pământului”, a spus Edberg. (Vezi articolul nostru din 1/19/2009 despre o planetă care ar putea fi de 1,4 ori mai mare decât masa Pământului.) „Așadar, găsirea analogilor Pământului în jurul stelelor ca soarele este într-adevăr obiectivul cel mare.
„Este un mare semn de întrebare în celelalte planete pe care le cunoaștem acum - cred că știm doar aproximativ 10% din masele planetelor extrasolare”, a spus Edberg.
Un al doilea program de căutare a planetei, numit „sondaj larg”, va sonda aproximativ 2.000 de stele în galaxia noastră pentru a determina prevalența planetelor de dimensiunea Neptunului și mai mare.
SIM va fi, de asemenea, utilizat pentru a măsura dimensiunile stelelor, precum și distanțele stelelor și pentru a putea face acest lucru de câteva sute de ori mai exact decât a fost posibil. SIM Lite va măsura, de asemenea, pentru prima dată mișcarea galaxiilor din apropiere. Aceste măsurători vor ajuta la furnizarea primelor măsurători în masă totală a galaxiilor individuale. Toate acestea vor permite oamenilor de știință să estimeze distribuția materiei întunecate în propria noastră galaxie și în univers.
„Materia întunecată este cunoscută pentru efectele sale gravitaționale”, a spus Edberg. „Nu pare să interacționeze cu materia normală așa cum o știm noi. Pentru a obține mai multe indicii, vrem să știm unde se află. ”
SIM va măsura pe două scale diferite. Unul se află în Galaxia Calea Lactee, făcând măsurători de stele și ciorchini globulari și făcând măsurători de stele care au fost smulse din galaxii mai mici care orbitează Calea Lactee.
„Putem face model de masă al galaxiei noastre și să aflăm unde se află acea masă, inclusiv ceea ce trebuie să fie multă materie întunecată”, a spus Edberg. „Când facem măsurători ale modului în care se rotește galaxia noastră, descoperiți că se rotește ca un solid. În loc să fiți Keplerian, unde vă gândiți că Mercur se învârte în jurul soarelui mai repede decât Pluton, din toate părțile din interiorul galaxiei cât de aproape putem măsura spre centru, până dincolo de distanța soarelui, Calea Lactee se rotește ca și cum ar fi un solid corp. Nu este un corp solid, dar asta înseamnă că trebuie să aibă o densitate constantă până la capăt și asta înseamnă că există mult mai multă materie decât putem vedea. "
"Un alt lucru pe care ne-am dori să îl cunoaștem este concentrarea materiei întunecate în grupul de galaxii", a continuat Edberg. „Calea Lactee face parte din grupul local de galaxii, iar SIM are capacitatea de a măsura stelele în cadrul galaxiilor individuale, care la rândul lor pot fi modelate pentru a ne spune unde se află materia întunecată din cadrul Grupului Local. Acesta este de vârf. Acesta este unul dintre marile mistere în acest moment în astrofizică și cosmologie. ”
Planetele solare suplimentare și energia întunecată pot părea două lucruri complet diferite pentru o navă spațială pe care trebuie să o caute, dar Edberg a spus că acesta este un exemplu al modului în care totul este legat.
"Pentru a obține mase ale planetei trebuie să cunoaștem masele stelelor părinte", a spus el. „SIM va face măsurători ale stelelor, în special ale stelelor binare, și va determina masele stelelor pentru o mare varietate de tipuri de stele și va putea estima dimensiunile planetelor care provoacă mișcarea reflexă. Pentru a face măsurătorile și pentru că stelele cu planete vor fi împrăștiate pe cer, trebuie să avem o grilă de stele care să fie punctele fixe care să ne ofere latitudine și longitudine, ca să zic așa. Dacă știți exact unde se află St. Louis și Los Angeles, atunci este mult mai ușor să triangulați unde se află lucrurile între ele. Trebuie să facem acest lucru peste tot în cer și pentru a face asta ne legăm de stele și SIM poate face asta. Acestea sunt întrebări fundamentale la care nu cunoaștem răspunsurile, dar SIM ne va ajuta să găsim răspunsurile. ”
Așadar, SIM Lite va căuta din cartierul nostru până la marginea universului.
Care este starea acestei nave spațiale viitoare?
„Suntem în așteptare chiar acum”, a spus Edberg. „Am trecut recent testul dublu orb pentru a arăta că SIM poate găsi planete asemănătoare Pământului în sistemele care au mai multe planete. De asemenea, SIM este supusă unei revizuiri decadale, pentru a se face cazul în care comunitatea științifică astronomică trebuie să aibă o misiune precum SIM pentru a consolida enorm bazele. "
Se lucrează tehnic pentru pregătirea construirii instrumentelor efective, dar din motive bugetare, NASA nu a stabilit o dată de lansare. "Credem că am putea fi gata de lansare până în 2015, odată ce vom trece de la NASA", a spus Edberg, "iar realizarea depinde de revizuirea decadală, iar rapoartele ar trebui să fie difuzate în aproximativ un an."
SIM Lite ar oferi o capacitate de măsurare complet nouă în astronomie. Concluziile sale s-ar putea menține ferm pe cont propriu, în timp ce complimentează capacitățile actuale noastre, precum și alte observatorii spațiale planificate viitoare.
Pentru mai multe informații despre SIM consultați site-ul web al misiunii.
