Bir sonraki büyük uzay teleskopunun nasıl görünebileceğini araştıran yeni bir çalışmaya göre, yakınlardaki dünyaya benzeyen dış gezegenleri çözmek için, dairesel olmaktan ziyade dikdörtgen olan yeni bir teleskop tasarımı gerekebilir.
"Yakındaki, Dünya benzeri gezegenleri, güneş benzeri yıldızların etrafında, yaklaşık olarak aynı boyutta bir teleskop ile bulmanın mümkün olduğunu gösteriyoruz. James Webb Uzay TeleskopuJWST ile kabaca aynı kızılötesi dalga boyunda çalışır, bir ayna ile 20 metre olan bir ayna 6,5 metre daire yerine dikdörtgen Çapı, "New York'taki Rensselaer Politeknik Enstitüsü'nde astrofizik profesörü olan Heidi Newberg, başyazı kavram hakkında.
Ulusal Akademilerin Astronomi ve Astrofiziklerinin En Üstü Dekadal anket görüntüleme yeteneğine sahip yeni bir uzay teleskopu Toprak- yaşanabilir bölge ile ilgili güneş-beğenmek yıldız. Henüz herhangi bir tasarım çözülmemiş olsa da, minimum 26 feet (sekiz metre) diyaframlı yuvarlak bir ayna tartışıldı. Bu, mevcut en büyük yörünge gözlemevi olan JWST'den beş feet (1,5 metre daha büyüktür.
Yine de Newberg başka bir yol olduğuna inanıyor.
Amaç, su buharı yüklü bir atmosfere sahip bir gezegeni görüntülemekse, teleskopun, su buharının yayıldığı kızılötesi dalga boyu olan 10 mikron (bir metrenin 10 milyon metresine eşdeğer) dalga boyu ile ışığı tespit etmek için optimize edilmesi gerekir.
JWST'nin orta kızılötesi enstrümanı (MIRI) bu dalga boyunda gözlemleyebilir ve gerçekten de su buharı tespit etti. Sıcak, büyük dış gezegenler. Kızılötede gözlem yapmak da bir kontrast artışı sağlar: Bir gezegen, görünür ışıkta yıldızından bir milyar kat daha sender olurdu, ancak en iyi durum senaryosunda 10 mikronda milyonlarca kez "sadece" olurdu-hala son derece zayıf, ancak yeni nesil bir uzay teleskopunun menzili.
Bununla birlikte, JWST'nin 21.3 metrelik (6.5 metrelik) segmentli aynası, güneş benzeri bir yıldızın yaşanabilir bölgesinde toprak bakımından zengin bir gezegeni çözmek için çok küçüktür. Bir teleskopun açısal çözünürlüğü, gözlemlenen dalga boyu ile teleskop çapı ile bölünmüş ve 1.22 ile çarpılır (buna Rayleigh Kriteri denir). Yaklaşık 30 mesafede 10 mikronda toprak büyüklüğünde bir gezegeni çözmek için ışık yılı 20 metre (65.6 feet) yaklaşan bir teleskop diyaframı gerektirir. Ancak böyle bir teleskop oldukça pahalı olacak ve bir mühendislik kabusu, hangi roketin başlatabileceği uzaklığın içine sığacak şekilde birkaç kez katlanması gerekecekti.
Alternatif olarak, daha büyük bir diyaframın çözünürlüğünü vermek için tüm teleskopların ışığını birleştirerek optik bir interferometre olarak çalışmak için birçok küçük teleskop fırlatılabilir. Bununla birlikte, bu, daha küçük teleskoplar arasında son derece hassas bir hizalamaya ihtiyaç duyacaktır, bu da mevcut teknoloji ile pahalı ve belki de mümkün olmayacak teknolojik bir zorluk.
Ancak Newberg ekibi, büyük bir dikdörtgen teleskop aynasının büyük bir dairesel olandan çok daha verimli olacağını fark etti ve göreceli basitliği nedeniyle bir interferometreden çok daha az maliyetli olacaktır. 65.6 feet x 3,3 feet (20 metre x 1 metre) boyutları olan bir şeridi olan bir teleskop aynası, aynı genişliğe sahip dairesel bir aynadan daha küçük bir alana sahip ve bu nedenle çok daha az pahalı olacaktır. Fikir daha sonra teleskop uzunluğunu hedef dış gezegenin yıldızına göre yönlendirmesi ile hizalamak olacaktır. Gezegen başka bir yönde ise, dikdörtgen teleskop döndürülebilir.
Dikkat çekici bir şekilde, böyle bir teleskop aslında JWST'den (83.3 feet kare veya 25.4 metrekare) biraz daha küçük bir toplama alanına (65.6 feet kare veya 20 metrekare) sahip olacaktır. Fark, tüm toplama alanı, hiçbir şey boşa harcanmadan bir gezegeni görüntülemek için gerekli olan yönde olacak.
Yaklaşık 69 güneş benzeri yıldız vardır (spektral sınıflar K, G ve F), en havalı yıldızların neredeyse 300'ünden bahsetmiyorum bile, M cücelerhepsi 32.6 ışık yılı içinde (10 parseklerbizim güneş enerjisi sistemi Yeni bir teleskopun hedefleyebileceği.
Newberg, "Bu tasarımın prensip olarak, üç yıldan az bir sürede 30 ışık yılı içinde güneş benzeri yıldızların etrafında dönen mevcut tüm gezegenlerin yarısını bulabileceğini gösteriyoruz." "Ortalama bir güneş benzeri yıldızı döndüren yaklaşık bir Dünya benzeri gezegen varsa, yaklaşık 30 umut verici gezegen bulurduk."
Yeni teleskop konseptini açıklayan bir makale 1 Eylül'de dergide yayınlandı. Astronomi ve Uzay Bilimlerinde Sınırlar.