Dwa najgorętsze i najbardziej angażujące tematy w przestrzeni kosmicznej i astronomii to obecnie: 1) egzoplanety - planety krążące wokół innych gwiazd - i 2.) ciemna materia - te nieznane rzeczy, które pozornie stanowią znaczną część naszego wszechświata. Aktualnie opracowywany jest statek kosmiczny, który mógłby pomóc odpowiedzieć na nasze pytania dotyczące tego, czy naprawdę istnieją inne planety podobne do Ziemi, a także dostarczyć wskazówek na temat natury ciemnej materii. Sonda nazywa się SIM - Space Interferometry Mission. „Będziemy szukać innych Ziem wokół innych gwiazd”, powiedział Stephen Edberg, naukowiec systemu w misji „i wykonując dokładne pomiary masy galaktyk, powinniśmy również być w stanie zmierzyć ciemną materię”.
Posłuchaj podcastu „365 dni astronomii” z 20 stycznia 2009 r. I mojego wywiadu ze Stevem Edbergiem i / lub przeczytaj więcej o misji SIM Lite poniżej!
Koncepcja tej misji istnieje od jakiegoś czasu, a koncepcja zmieniła się z czasem, a teleskop przechodzi różne wcielenia. Obecnie misja nosi nazwę SIM Lite, ponieważ sam statek kosmiczny stał się mniejszy, jednak zwierciadła interferometru stały się większe.
Podczas gdy interferometria na falach radiowych jest wykonywana od ponad 50 lat, interferometria optyczna dopiero niedawno dojrzewała. Interferometria optyczna łączy światło wielu teleskopów, aby działać jak pojedynczy, znacznie większy teleskop. SIM Lite będzie miał dwa czujniki interferometru gwiazdowego o widzialnej długości fali, a także inne zaawansowane detektory, które będą współpracować, tworząc niezwykle czuły teleskop, krążący poza atmosferą Ziemi.
„Są to instrumenty, które potrafią mierzyć pozycje na niebie z niewiarygodną dokładnością”, powiedział Edberg. „Wyobraź sobie Buzza Aldrina stojącego na Księżycu. Udawaj, że trzyma nikiel między kciukiem a palcem wskazującym. SIM może zmierzyć grubość tego niklu widzianą przez osobę stojącą na powierzchni Ziemi. To jedna mikrosekunda, bardzo niewielki ułamek nieba. ” Obejrzyj film przedstawiający to - (potrzebny szybki czas)
Mając możliwość wykonywania takich pomiarów za pomocą karty SIM, możliwe będzie wnioskowanie o obecności planet w odległości około 30 lat świetlnych od Ziemi, a planety te mogą mieć tak małą i małą masę jak Ziemia. Na dzień dzisiejszy zespół SIM przewiduje badanie od 65 do 100 gwiazd w ciągu pięcioletniej misji, szukając analogów Ziemi, planet o w przybliżeniu takiej samej masie jak Ziemia krążąca wokół swoich gwiazd w strefie nadającej się do zamieszkania, gdzie mogłaby istnieć płynna woda.
Na przykład SIM Lite byłby w stanie wykryć planetę nadającą się do zamieszkania wokół gwiazdy 40 Eridani A, 16 lat świetlnych stąd, znanej fanom serialu telewizyjnego „Star Trek” jako lokalizacji planety domowej pana Spocka, Vulcan . Zobacz film przedstawiający to możliwe wykrycie - (wymagany QuickTime).
Karta SIM nie wykrywa bezpośrednio planety, ale wykrywając ruch, jaki powoduje ona w gwieździe macierzystej. „To trudne zadanie, nie ma wątpliwości”, powiedział Edberg, „ale komplikuje się, w oparciu o to, co widzimy z naszym Układem Słonecznym i to, co widzieliśmy na innych układach planetarnych. Wiemy, że istnieją inne systemy, które mają więcej niż jedną planetę. Wiele planet może pomieszać pomiary. ”
Ale karta SIM powinna być w stanie wykryć planety różnej wielkości krążące wokół innych gwiazd. SIM Lite niedawno przeszedł badanie podwójnie ślepej próby przeprowadzone przez cztery odrębne zespoły, które potwierdziły, że technologia SIM pozwoli na wykrycie planet o masie ziemskiej w systemach wieloplanetarnych, dzięki możliwości pomiaru masy planet o różnych rozmiarach, nawet do Masa Ziemi.
„Z kilkoma wyjątkami wszystkie planety, o których wiemy, zostały wykryte za pomocą metody zwanej prędkością radialną” - powiedział Edberg - „gdzie obserwujemy okresowy ruch gwiazdy zbliżającej się do nas i oddalającej się od nas regularnie. Ale kiedy dokonujesz takich pomiarów, gdy nie masz innych informacji, nie znasz orientacji orbity planet względem gwiazdy ani masy gwiazdy lub planety ”.
W przypadku najgorętszych gwiazd prędkość radialna nie może być używana do wyszukiwania planet. Ale SIM Lite będzie w stanie patrzeć na gwiazdy widoczne na schemacie od najfajniejszych do najgorętszych.
„Jak dotąd nie znaleźliśmy żadnych innych planet wielkości Ziemi” - powiedział Edberg. (Zobacz nasz artykuł z 19.01.2009 r. O planecie, która mogłaby być 1,4 razy większa od masy Ziemi.) „Zatem znalezienie analogów Ziemi wokół gwiazd takich jak słońce jest naprawdę wielkim celem”.
„To duży znak zapytania na innych planetach, o których wiemy obecnie - uważam, że znamy tylko około 10% mas planet pozasłonecznych” - powiedział Edberg.
Drugi program do poszukiwania drugiej planety, zwany „szeroką ankietą”, zbada około 2000 gwiazd w naszej galaktyce, aby określić występowanie planet wielkości Neptuna i większych.
Karta SIM będzie również używana do mierzenia rozmiarów gwiazd, a także odległości gwiazd, i będzie w stanie to zrobić kilkaset razy dokładniej niż wcześniej było to możliwe. SIM Lite mierzy również ruch pobliskich galaktyk, w większości przypadków, po raz pierwszy. Pomiary te pomogą zapewnić pierwsze pomiary całkowitej masy poszczególnych galaktyk. Wszystko to pozwoli naukowcom oszacować rozkład ciemnej materii w naszej własnej galaktyce i wszechświecie.
„Ciemna materia znana jest z oddziaływań grawitacyjnych” - powiedział Edberg. „Wydaje się, że nie wchodzi w interakcje z normalną materią, jaką znamy. Aby uzyskać więcej wskazówek, chcemy wiedzieć, gdzie to jest. ”
Karta SIM mierzy w dwóch różnych skalach. Jedna z nich znajduje się w Galaktyce Drogi Mlecznej, dokonując pomiarów gwiazd i gromad kulistych oraz wykonując pomiary gwiazd wyrwanych z mniejszych galaktyk krążących wokół Drogi Mlecznej.
„Możemy wykonać model masy naszej galaktyki i dowiedzieć się, gdzie jest ta masa, w tym co to musi być dużo ciemnej materii”, powiedział Edberg. „Gdy wykonujemy pomiary rotacji naszej galaktyki, okazuje się, że obraca się ona jak bryła. Zamiast być Keplerianinem, w którym myślisz o Merkurego krążącym wokół Słońca szybciej niż Pluton, z całej galaktyki tak blisko, jak to możliwe, do środka, i dalej niż odległość Słońca, Droga Mleczna obraca się jak bryła ciało. To nie jest ciało stałe, ale to oznacza, że musi mieć gęstość, która jest stała przez cały czas, a to oznacza, że jest o wiele więcej materii, niż możemy zobaczyć. ”
„Inną rzeczą, którą chcielibyśmy wiedzieć, jest koncentracja ciemnej materii w gromadzie galaktyk” - kontynuował Edberg. „Droga Mleczna jest częścią lokalnej grupy galaktyk, a SIM ma możliwość mierzenia gwiazd w poszczególnych galaktykach, które z kolei można modelować, aby powiedzieć nam, gdzie ciemna materia znajduje się w lokalnej grupie. To jest najnowocześniejsze. To jedna z wielkich tajemnic w astrofizyce i kosmologii. ”
Dodatkowe planety słoneczne i ciemna energia mogą wydawać się dwiema zupełnie różnymi rzeczami dla jednego statku kosmicznego, ale Edberg powiedział, że jest to przykład tego, jak wszystko jest ze sobą powiązane.
„Aby uzyskać masy planet, musimy znać masy gwiazd macierzystych” - powiedział. „SIM wykona pomiary gwiazd, szczególnie gwiazd podwójnych, i określi masy gwiazd dla wielu różnych rodzajów gwiazd, a także będzie w stanie oszacować rozmiary planet, które powodują ruch odruchowy. Aby dokonać pomiarów, a ponieważ gwiazdy z planetami zostaną rozproszone po niebie, musimy mieć siatkę gwiazd, które są stałymi punktami, aby dać nam szerokość i długość geograficzną, że tak powiem. Jeśli wiesz dokładnie, gdzie znajdują się St. Louis i Los Angeles, łatwiej jest triangulować, gdzie są rzeczy między nimi. Musimy to zrobić na całym niebie i aby to zrobić, przywiązujemy to do gwiazd, a SIM może to zrobić. To podstawowe pytania, na które nie znamy odpowiedzi, ale karta SIM pomoże nam znaleźć odpowiedzi ”.
Tak więc SIM Lite będzie wyszukiwać z naszego sąsiedztwa do krawędzi wszechświata.
Jaki jest status tego przyszłego statku kosmicznego?
„Jesteśmy teraz zawieszeni” - powiedział Edberg. „Niedawno przeszliśmy test podwójnie ślepej próby, aby pokazać, że SIM może znaleźć planety podobne do Ziemi w systemach, które mają wiele planet. SIM przechodzi także dekadowy przegląd w celu wykazania, że społeczność nauk astronomicznych musi mieć misję taką jak SIM, aby ogromnie wzmocnić fundamenty. ”
Trwają prace techniczne mające na celu przygotowanie do budowy rzeczywistych instrumentów, ale z powodów budżetowych NASA nie wyznaczyła daty uruchomienia. „Uważamy, że możemy być gotowi do uruchomienia do 2015 r., Kiedy otrzymamy zgodę NASA”, powiedział Edberg, „a kontynuacja zależy od przeglądu dekad, a raporty powinny być dostępne za około rok”.
SIM Lite zapewni zupełnie nowe możliwości pomiarowe w astronomii. Ustalenia prawdopodobnie byłyby jednoznaczne, komplementując możliwości naszych obecnych, a także innych planowanych przyszłych obserwatoriów kosmicznych.
Aby uzyskać więcej informacji o karcie SIM, odwiedź witrynę misji.
