Az űrben és a csillagászatban manapság a legforróbb és legérdekesebb témák az 1.) exoplaneták - más csillagokat keringő bolygók - és 2.) sötét anyag - az ismeretlen dolgok, amelyek látszólag alkotják világegyetemünk jelentős részét. Jelenleg fejlesztés alatt áll egy űrhajó, amely segíthet megválaszolni a kérdéseinket, hogy valóban vannak-e más Föld-szerű bolygók kívül, és utalásokat adhat a sötét anyag természetére. Az űrhajót SIM-nek nevezik - az űrinterferometria missziója. "Más földöket más csillagok körül fogunk keresni" - mondta Stephen Edberg, a misszió rendszertudósa -, és a galaxisok pontos tömegmérésével képesek lennünk a sötét anyag mérésére is. "
Hallgassa meg a 2009. január 20-i „A csillagászat 365 napja” podcastot és az interjúmat Steve Edberggel, és / vagy olvassa el az alábbiakban a SIM Lite küldetésről!
Ennek a küldetésnek a koncepciója egy ideje fennállt, és a koncepció az idő múlásával megváltozott, a távcső különböző megtestesülésein ment keresztül. Jelenleg a küldetést SIM Lite néven hívják, mivel maga az űrhajó kisebb lett, ám az interferométer tükröi nagyobbra lettek készítve.
Míg a rádióhullámhosszon végzett interferometriát több mint 50 éve végezték, addig az optikai interferometria csak a közelmúltban érett. Az optikai interferometria egyesíti a több távcső fényét, hogy egyetlen, sokkal nagyobb távcsőként működjön. A SIM Lite-nek két látható hullámhosszú csillagú interferométer-érzékelője, valamint más fejlett detektorok lesznek, amelyek együtt dolgoznak egy rendkívül érzékeny távcső létrehozásához, amely a Föld légkörén kering.
"Ezek olyan eszközök, amelyek szinte hihetetlen pontossággal mérik az égbolt pozícióit" - mondta Edberg. - Képzelje el, hogy a Buzz Aldrin a Holdon áll. Tegyük fel, hogy nikkel-et tart a hüvelykujj és az ujj között. A SIM képes mérni a nikkel vastagságát, ahogy a Föld felszínén álló személy látja. Ez egy mikroív, másodperc, az ég nagyon apró része. ” Nézze meg ezt a videót - (Quicktime szükséges)
Az a képesség, hogy hasonló méréseket végezzen a SIM-sel, lehetővé teszi a bolygók jelenlétének körülbelül 30 fényévtől a Földtől való távolságát, és ezek a bolygók lehetnek olyan kicsi és kis tömegűek, mint a Föld. Mostantól kezdve a SIM-csapat egy ötéves küldetés során 65 és 100 csillag közötti tanulmányozásra számít, és Föld analógjait keresi. A bolygók nagyjából ugyanolyan tömegűek, mint a Föld a csillagok körüli körüli körüli körüli pályán, amely az élő övezetben kering, ahol folyékony víz létezhet.
Tehát például a SIM Lite képes lenne észlelni egy 16 fényév távolságban lévő Eridani A 40 csillag körüli lakható bolygót, amelyet a „Star Trek” televíziós sorozat rajongói ismertek, mint Spock úr otthona bolygójának, a Vulcannak a helyét. . Lásd egy filmet, amely ezt a lehetséges észlelést ábrázolja - (QuickTime szükséges).
A SIM nem fog közvetlenül felismerni egy bolygót, de a mozgás felismerésével, amelyet ez okoz a szülőcsillagban. "Ez egy nehéz feladat, nincs kérdés - mondta Edberg -, de ez bonyolulttá válik, amit a saját naprendszerünkkel látunk, és amit más bolygórendszerekben látunk. Tudjuk, hogy vannak más rendszerek, amelyeknek egynél több bolygója van. Több bolygó összetévesztheti a méréseket. ”
De a SIM-nek képesnek kell lennie arra, hogy észlelje a más csillagokat keringő különböző méretű bolygót. A SIM Lite nemrégiben elvégezte a kettős vak vizsgálatot, amelyet négy különálló csoport végezte el, akik megerősítették, hogy a SIM technológiája lehetővé teszi a Föld tömegű bolygók felismerését a több bolygó közötti rendszerek között azáltal, hogy képesek különböző méretű bolygók tömegét megmérni olyan alacsonyra, mint Föld-tömeg.
"Néhány kivételtől eltekintve az összes ismert bolygót sugársebességnek nevezett módszerrel detektáltuk" - mondta Edberg -, ahol a csillag periódusos mozgását vizsgáljuk, amely felé fordul, és rendszeresen távolodik tőlünk. De amikor ilyen méréseket végez, amikor nincs más információ, akkor nem ismeri a bolygók pályájának irányát a csillaghoz képest, sem a csillag, sem a bolygó tömegét. "
A legforróbb csillagok esetén a sugárirányú sebesség nem használható bolygók keresésére. A SIM Lite azonban képes lesz arra, hogy a csillagokat egyértelműen ábrázolja az ábrán, a legmenőbb és a legforróbb csillagok között.
"Eddig nem találtunk más Föld méretű bolygót" - mondta Edberg. (Lásd a 2009.1.19-i cikket egy bolygóról, amely valószínűleg a Föld tömegének 1,4-szerese lehet.) "Tehát a nagy cél valójában a Föld analógjainak a csillagok körül való megtalálása, mint például a nap."
"Ez egy nagy kérdőjel a többi bolygón, amelyekről most ismerünk - azt hiszem, hogy csak az extoláris bolygók tömegének csak kb. 10% -át tudjuk" - mondta Edberg.
A második bolygó keresőprogramja, az úgynevezett „széles körű felmérés”, körülbelül 2000 csillagot fog kipróbálni galaxisunkban, hogy meghatározzák a Neptunusz méretű és annál nagyobb prevalencia bolygót.
A SIM-készüléket a csillagok méretének, valamint a csillagok távolságának mérésére is használják, és több százszor pontosabban tudják megtenni, mint korábban lehetséges volt. A SIM Lite a közeli galaxisok mozgását is mérni fogja, a legtöbb esetben az első alkalommal. Ezek a mérések elősegítik az egyes galaxisok első teljes tömegmérését. Mindez lehetővé teszi a tudósok számára, hogy becsüljék meg a sötét anyag eloszlását a saját galaxisunkban és az univerzumban.
"A sötét anyag ismert gravitációs hatásaival" - mondta Edberg. „Úgy tűnik, hogy nem lép kölcsönhatásba a normál anyaggal, ahogy tudjuk. Ahhoz, hogy további nyomokat kapjunk rá, tudni akarjuk, hol van. ”
A SIM két különböző skálán fog mérni. Az egyik a Tejút galaxisán belül van, mérve a csillagokat és a gömbös klasztereket, és mérve a csillagokat, amelyeket a Tejút körül keringő kisebb galaxisokból szakítottak meg.
"Megtervezhetjük galaxisunk tömegmodelljét, és megtudhatjuk, hol van ez a tömeg, beleértve azt is, hogy melyiknek kell lennie sok sötét anyagnak" - mondta Edberg. „Amikor megmérjük, hogy a galaxis hogyan forog, akkor rájössz, hogy egy szilárd anyagként forog. Ahelyett, hogy Keplerianus lenne, ahol arra gondolsz, hogy a Merkúr gyorsabban halad a Nap körül, mint Pluton, a galaxis belsejében, olyan közel, amennyire csak tudunk mérni a központot, a Nap távolságra túl, a Tejút úgy forog, mintha szilárd test. Ez nem egy szilárd test, de ez azt jelenti, hogy sűrűségének állandónak kell lennie, egészen állandónak, és ez azt jelenti, hogy sokkal több anyag van, mint látjuk. "
"Egy másik dolog, amit szeretnénk tudni, a sötét anyag koncentrációja a galaxiscsoportban" - folytatta Edberg. „A Tejút a galaxisok helyi csoportjának része, és a SIM képes mérni a csillagokat az egyes galaxisokban, ami viszont modellezhető úgy, hogy megmondja nekünk, hol található a sötét anyag a helyi csoporton belül. Ez élvonalbeli. Ez az asztrofizika és a kozmológia egyik legnagyobb rejtélye jelenleg. ”
Az extra napelemes bolygók és a sötét energia két teljesen különféle dolognak tűnhetnek egy űrhajó számára, de Edberg szerint ez egy példa arra, hogy minden kötődik egymáshoz.
"Ahhoz, hogy bolygótömegeket kapjunk, meg kell ismernünk a szülő csillagok tömegeit" - mondta. „A SIM mérni fogja a csillagokat, különösen a bináris csillagokat, meghatározza a csillagok tömegét sokféle csillagotípus számára, és képes lesz megbecsülni a reflex mozgást okozó bolygók méretét. A mérések elvégzéséhez, és mivel a bolygókkal rendelkező csillagok szétszóródnak az ég körül, szükségünk van egy csillagok rácsára, amelyek a rögzített pontok, hogy megadjuk nekünk szélességét és hosszát. Ha pontosan tudja, hol található St. Louis és Los Angeles, akkor sokkal könnyebb háromszögelni, hogy hol vannak a dolgok közöttük. Ezt az ég körül kell megtennünk, és ezt a csillagokhoz kell kötnünk, és a SIM képes megtenni. Ezek alapvető kérdések, amelyekre nem tudjuk a választ, de a SIM segít megtalálni a válaszokat. ”
Tehát a SIM Lite a szomszédságunkból az univerzum széléig fog keresni.
Mi a jövőbeli űrhajó állapota?
„Jelenleg várakozással vagyunk” - mondta Edberg. „Nemrég letettük a kettős vak tesztet annak bemutatására, hogy a SIM Földhez hasonló bolygókat találhat olyan rendszerekben, amelyek több bolygóval rendelkeznek. A SIM szintén egy dekadalmi felülvizsgálaton megy keresztül annak megalapozására, hogy a csillagászati tudományos közösségnek olyan misszióval kell rendelkeznie, mint a SIM, hogy óriási mértékben erősítse meg az alapokat. ”
Technikai munkát végeznek a tényleges eszközök felépítésének előkészítése érdekében, de költségvetési okok miatt a NASA még nem határozta meg az indítási időpontot. "Úgy gondoljuk, hogy készen állunk arra, hogy 2015-re elindítsuk, ha megkapjuk a NASA részvételét" - mondta Edberg -, és az előrehaladás a dekadalmi áttekintéstől függ, és a jelentéseknek körülbelül egy év alatt elkészülniük kell.
A SIM Lite egy teljesen új mérési képességet biztosítana a csillagászatban. Megállapításai valószínűleg önmagukban állnak, miközben kiegészítik jelenlegi, valamint más jövőbeni tervezett űrmegfigyelő intézetek képességeit.
A SIM-re vonatkozó további információkért nézze meg a misszió weboldalát.
