De zoektocht naar buitenaards leven moet een nieuwe ruimtetelescoop, zeggen astronomen

Als NASA echt wil om serieus in het zoeken naar het leven uit van de Aarde, wetenschappers beweren dat de ruimte-agentschap moet het starten van een nieuwe, grote telescoop in de ruimte — men staat direct vastleggen van de beelden van planeten buiten ons zonnestelsel. Een dergelijke technologie niet volledig bestaan op het moment. Maar astronomen zeggen dat het onze beste inzet voor het vinden van een andere Aarde, dat zou host van biologische organismen.

Deze missie concept is de aanbeveling in een rapport, samengesteld door de leden van de Nationale Academies van Wetenschappen, Techniek en Geneeskunde. De academie was de opdracht door het Congres te komen met de beste strategie voor het bestuderen en ontdekken van exoplaneten, werelden die zich buiten het zonnestelsel. En na het verzamelen van input van experts in het veld, de Nationale Academies kwam met zeven aanbevelingen, met de telescoop op de top van de lijst.

Het is een ambitieus aanvraag

Het is een ambitieus verzoek, gezien de harde realiteit dat heeft de NASA geconfronteerd terwijl het proberen om te bouwen aan zijn volgende grote ruimtetelescoop, de James Webb Space Telescope, of JWST. Het was oorspronkelijk voor ogen te kost $1 miljard, en te lanceren in 2007. Afgelopen juni, NASA toe dat het hele project zou uitvoeren $9.66 miljard, en de telescoop niet zou starten tot 2021 op zijn vroegst. En het type van telescoop die in dit rapport beveelt aan zou moeten nieuwe technologieën die nog niet zijn getest in de ruimte nog, wat kan het voertuig nog complexer en duurder is dan de JWST.

Echter, bij het maken van dit rapport zijn de auteurs niet na te denken over de mogelijke financiële beperkingen. “We werden vooral geen rekening te houden met de kosten of schema of een van dat soort dingen,” Scott Gaudi, een astronomie professor aan de Ohio State University, die de auteur is van het rapport en is ook het werken aan de missie concept voor een ruimte telescoop HabEx, vertelt De Berm. “Dit is gewoon een consensus over wat de exoplaneet gemeenschap voelt, zijn de meest belangrijke dingen die moeten worden gedaan naar het antwoord op de wetenschap doelen die we hebben.”

Die doelen zijn relatief eenvoudig. De eerste agenda het rapport schetst is dat we nodig hebben om te begrijpen hoe planeten ontstaan. Als sterren worden geboren, ze vormen meestal omgeven door een ronddraaiende schijf van gas en stof, en vervolgens de individuele planeten samenvallen binnen deze schijven. Dus hoe kan deze schijven gaan van eenvoudige gas tot volwaardige planeten?

Het tweede doel is dat iedereen op Aarde wil weten: zijn er andere Aarde-achtige planeten die er die zou kunnen onderbrengen leven? En dat is de reden waarom de nieuwe telescoop kon zo belangrijk. Het nemen van directe afbeeldingen van planeten kon vertellen ons veel over hoe ze eruit zien en wat er in hun omgeving. Het gas dat rond een planeet bezit kan zijn van belangrijke aanwijzingen over wat er op de ondervloer. Bijvoorbeeld, gassen geassocieerd met leven, zoals zuurstof en methaan, zou een groot bord dat biologische organismen aanwezig zijn op een verre wereld. “We konden krijgen een telling van de atmosferische samenstelling van een grote steekproef van Aarde-achtige planeten,” Laura Kreidberg, een exoplaneet astronoom aan de Universiteit van Harvard, zegt De Berm.

zijn er andere Aarde-achtige planeten die er die zou kunnen onderbrengen leven?

Deze dagen, astronomen vooral het vinden van exoplaneten door middel van slimme, maar indirecte methoden. Misschien is de meest voorkomende manier om te zien van verre werelden is om naar te kijken als ze voorbij komen in de voorkant van hun ouders sterren — wat bekend staat als een transit. Deze kruisingen iets blok licht van de ster, veroorzaakt door een klein dipje in de helderheid die kan gemeten worden vanaf de Aarde. NASA ‘ s TESS ruimtevaartuig, al in een baan rond de Aarde, ziet er voor planeten op deze manier, zo zal de toekomstige James Webb Space Telescope. Een andere methode is om te zien hoe een planeet zwaartekracht beïnvloedt de ster. Ook al zijn ze klein, planeten kan leiden tot de sterren om een beetje wiebelen — een teken van hun aanwezigheid.

Direct imaging een exoplaneet, echter, is een monumentale taak, in het bijzonder degenen die de grootte van de Aarde. Deze planeten zijn ook super dicht bij hun ouders sterren, en krijgen overstemd door de buurt starlight. Bijvoorbeeld, als een verre, dat het potentieel van de Aarde-achtige planeet is ongeveer 10 miljard keer zwakker zijn dan de sterren en het draait rond. Dus om om het imago van deze planeten direct, wetenschappers nodig om uit te rusten van het toekomstige ruimtetelescopen met speciale programma ‘ s voor het blokkeren of verminderen van een ster is het licht.

Gelukkig astronomen hebben gewerkt. Een concept is bekend als een coronagraph, een optisch instrument dat kan worden bevestigd aan telescopen voor het onderdrukken van het licht van een ster met spiegels, waardoor het makkelijker om te zien planeten die op de loer in de buurt. Met telescopen op Aarde en in de ruimte is uitgerust met coronagraphs om te helpen bij de studie van de Zon, maar bijvoorbeeld een hoog-contrast instrument te blokkeren licht van verre sterren nog niet volledig getest in de ruimte nog. NASA momenteel plannen om dit aan te tonen technologie voor de eerste keer op een van de komende ruimte-telescopen WFIRST, een beweging die de Nationale Academies raadt ten zeerste aan.

Maar er is een andere optie naast een coronagraph. Astronomen hebben al te popelen om uit te proberen iets bekend als een starshade. Het is een grote bloem-vormige structuur die zou vliegen in de voorkant van de telescoop, het blokkeren van het licht van een ster door het gieten van een schaduw. “Geen van de starlight eindigt in een telescoop, maar het licht van de planeet zou gaan in uw telescoop,” zegt Gaudi.

deze technologie is vrij ingewikkeld

Het probleem is echter dat deze technologie is vrij ingewikkeld. Een starshade zou zijn om te vliegen rond de 100.000 kilometer afstand van een telescoop in de ruimte heel precies — goed blokkeren het licht van een verre ster. En net als de coronagraph, de starshade is niet een volledig volwassen technologie nog niet. Bovendien, veel van de voorgestelde telescopen die astronomen willen bouwen, om direct het beeld exoplaneten zouden zijn groot en zwaar. Bijvoorbeeld, een concept in studie bij het moment, de zogenaamde LUVOIR, zou een spiegel veel groter is dan die van de JWST.

Alle direct-imaging telescope projecten gaan kosten miljarden dollars om te lanceren, en dat het wellicht moeilijk voor het Congres te slikken, vooral gezien de vertragingen en kostenoverschrijdingen van de JWST. Ondertussen, de Trump administratie heeft reeds een voorstel voor het annuleren van de WFIRST telescoop, die zou helpen bij het testen van de coronagraph technologie, onder vermelding van kostenoverschrijdingen op het project. Maar exoplaneet astronomen zeggen dat ze zijn optimistisch dat een groot project van deze aard zou kunnen gebeuren op een dag. “Ik denk dat het een ambitieus maar haalbaar doel, in vergelijking met wat we al hebben gedaan, zoals de landing van de eerste mens op de Maan,” zegt Kreidberg. “Dit is iets wat binnen ons bereik.”

Gaudi ook begrijpt de uitdagingen in verband met het krijgen van iets als dit gebeurt. Maar het rapport was slechts bedoeld om aan te geven wat de exoplaneet gemeenschap hoopt te bereiken. Snel wetenschappers komen samen om te prioriteren welke soorten missies van de NASA moet in het fonds, als onderdeel van een enorme inspanning die bekend staat als de decadal enquête. Dat rapport zal overwegen financiële realiteit wanneer het aanbevelen van wat missies na te streven.

Maar Gaudi hoopt dat de wetgevers kunnen in staat zijn om de betekenis van een ambitieuze missie als deze. “Deze missies zijn niet uit de doos, op het gebied van fiscale mogelijkheden,” zegt hij. “Het is gewoon iets wat we kiezen om te doen. Wij denken dat de tijd is rijp voor gaat en doet dit nu en kunnen we het antwoord op deze zeer belangrijke vraag in de volgende generatie.”