Цветна мощ: Гигантски „звездни сенки“, подготвени за лов на екзопланети

Слънчогледов сенник

Изображение на художник на слънчоглед във формата на слънчоглед, което може да помогне на космическите телескопи да открият и характеризират извънземни планети. (Кредит на изображението: NASA/JPL/Caltech)



В опит да характеризират по-добре планетите извън Слънчевата система, някои учени се обръщат към големи дискове във формата на цветя, известни като звездни сенници.



Предвижда се да се използва в космоса в комбинация с отделно летящ телескоп, a сенник ще блокира светлината от родителска звезда, позволявайки да се наблюдават и изучават неясни екзопланети. Но преди първият сенник да бъде изпратен в космоса, технологията трябва да бъде тествана на Земята - и това не е тривиална задача.

„Уникалната архитектура на звездното покритие - а именно размерът и необходимото разделяне - затрудняват евтиното тестване“, каза за demokratija.eu Антъни Харнес, аспирант в Университета на Колорадо, Боулдър. [Най -странните извънземни планети]



Harness работи с Tiffany Glassman и Steve Warwick, от аерокосмическата компания Northrop Grumman, за да тестват звезди на Земята в сухи езерни корита и на върховете на планините. Harness представи някои от резултатите от тестовете на симпозиума на Emerging Researchers in Exoplanet Science (ERES) в Пенсилванския държавен университет през април.

Първоначално беше предложен цепелин, който да вдигне сенника във въздуха, но се оказа ненадежден.

Първоначално беше предложен цепелин, който да вдигне сенника във въздуха, но се оказа ненадежден.(Изображение кредит: Антъни Харнес)

Звездни сенници във въздуха



Извънземните планети, подобни на Земята, са до 10 милиарда пъти по-слаби от звездите, около които обикалят, което прави предизвикателството да ги изследваме.

„Когато насочите телескопа си към звезда, вие просто сте обзети от звездна светлина“, каза Харнес в презентацията си.

Звезден сенник, известен още като външен окултор, би противодействал на този ефект, като блокира светлината от звезда, подобно на начина, по който поставянето на ръка над слънцето може да ви помогне да видите други обекти в небето. Сенниците могат да бъдат с различни размери; типичен може да е широк 30 метра и да лети на десетки хиляди мили от партньорския си телескоп.



И сенникът не би бил перфектен кръг. Вместо това той ще има издатини, подобни на цветни венчелистчета, които ще създадат по-мек ръб, което ще доведе до по-малко огъване на светлината (и по този начин по-тъмна сянка).

Защитници могат да се използват с всеки космически телескоп, от космическия телескоп Джеймс Уеб до бъдещ инструмент.

Наскоро НАСА проведе проучване, наречено Exo-S, което оценява потенциална мисия от космически телескоп със звезден сенник от 1 милиард долара. Но преди да се похарчат такива пари, трябва да се извършат сериозни тестове на Земята, за да се провери дали концепцията на звездното покритие ще работи. [ Как се разгръща звездата при лов на планети в космоса (видео) ]

Диаграма на сенник, издигнат от ракета. Водещ телескоп ще насочи ракетата, докато научен телескоп изучава небето зад нея.

Диаграма на сенник, издигнат от ракета. Водещ телескоп ще насочи ракетата, докато научен телескоп изучава небето зад нея.(Изображение кредит: Антъни Харнес)

„Искаме да се отървем от този фактор на плашене, за когото всеки се сеща, когато мисли за 30-метров (100 фута) диск в космоса“, каза Харнес.

Основната концепция на тестовете включва малък телескоп на земята, със завеса, окачена на малко разстояние. Първоначално екипът започва с идеята да спре диска от цепелин. Оказа се обаче, че дирижабълът е труден за управление с необходимата точност.

„Оказва се, че не можеш да задържиш гигантски балон до сантиметрова точност“, каза Харнес.

Преди да бъдат отстранени проблемите, компанията, която произвеждаше цепелините, излезе от бизнеса.

Така че екипът планира да използва ракети за многократна употреба по време на тестовете, които ще се проведат скоро. Два телескопа ще седнат на земята. Единият ще извърши необходимата наука, докато другият обхват е насочен към инфрачервените светлини на ракетата, за да помогне за точното му позициониране. (Един звезден сенник, изстрелян в космоса, ще използва научния телескоп, за да помогне при позиционирането му, каза Харнес.)

Звезден сенник на планина

Правенето на сенници над небето не е единственият начин да се тества технологията.

„Следващият най-добър вариант е да се отървете от тези досадни превозни средства и тяхната стабилност и просто да монтирате звезден сенник на планина“, каза Харнес.

Екипът е провел няколко теста на звездни сенки върху сухи езерни легла в пустинята, поставяйки сенник на 1,2 мили (2 километра) от телескопа.

Не беше извършена астрономия при тестовете в пустинята. Вместо това, изключително ярък източник на светлина служи като 'звезда', докато далеч по -слаба LED светлина функционира като 'планета'.

„Цялата цел на тези тестове [беше] да демонстрира, че можем да получим милиард пъти контраст“, ​​каза Харнес.

Развит телескоп може да бъде поставен на планина, докато телескоп на земята се движи заедно със Земята, за да изследва небето зад нея.

Развит телескоп може да бъде поставен на планина, докато телескоп на земята се движи заедно със Земята, за да изследва небето зад нея.(Изображение кредит: Антъни Харнес)

Както беше предсказано, звездното покритие успешно блокира „звездната“ светлина, позволявайки на екипа да наблюдава „планетата“. Тези резултати са публикувани онлайн през 2013 г. Производство на SPIE (Общество на инженерите по фотографски прибори).

Използването на заземен звезден сенник за извършване на астрономия изискваше малко по-различен подход. Екипът взе грубо кръглата звезда и я „размота“, създавайки ограда на върха на хълм. Докато Земята се въртеше, фоновите звезди се движеха към оградата на звездното покривало, която беше под ъгъл, за да следва пътя, по който ще преминат през небето.

Докато Земята се движи, наблюдаващият телескоп също трябва да се движи, за да продължи да изучава същата звезда. Екипът направи снимка на звездата, която искаше да наблюдава, след което премести телескопа надолу по пътя, където изчака звездата да се подреди зад следващото венчелистче.

Изучаването на звездите със сенник на земята се оказа трудно. Условията постоянно се променят, тъй като светлината се пречупва през земната атмосфера. За да се компенсира, телескопът беше поставен на моторизирана сцена, която позволи на изследователите да поставят звездното покритие в полето на видимост на звездата.

Разстоянията между сенника и наблюдателния телескоп се увеличават постепенно. Целта е успешно да се тества технологията на разстояние 1,8 мили (3 км). На това разстояние, с по-малкия облечен със Земята сенник, екипът трябва да може да разреши отломките около звездата Фомалхаут - каза Харнес.

Такава резолюция би била сравнима с тази, необходима за изучаване на екзопланета, и Harness е уверен, че екипът ще успее.

'Смятаме, че звездите са единственото краткосрочно решение за характеризиране и определяне на обитаемостта на планета, подобна на Земята', каза той.

Последвай ни @Spacedotcom , Facebook или Google+ . Първоначално публикувано на demokratija.eu .