Noi tehnologii pt descoperirea planetelor

Dacă cineva se uită doar după bani strălucitori în fântână există şansa de a rata cele mai multe monede, căci acestea strălucesc mai puţin puternic. Aceasta este o enigmă cu care astronomii se confruntă atunci când caută exoplanete asemănătoare Pământului.

Astronomii de la University of Arizona fac parte dintr-o echipă internaţională de vânători de exoplanete, dezvoltând noi tehnologii care ar putea îmbunătăţi într-un mod impresionant şansele noastre de a descoperi planete cu condiţii adecvate pentru viaţă, cum ar fi cele având apă lichidă pe suprafaţa lor.

Multe stele sunt învăluite într-un nor de praf care poate ascunde planete nedescoperite având condiţii favorabile vieţii. Steaua Fomalhaut, prezentată în această imagine, are un nor de praf estompat într-o regiune asemănătoare centurii de asteroizi din sistemul nostru solar care ar putea găzdui planete nedetectate.
Credit: ESA, NASA şi L. Calcada/ESO

Echipa a prezentat rezultatele sale la o conferinţă ştiinţifică sponsorizată de către International Astronomical Union desfăşurată în Victoria, British Columbia.

Planetele terestre orbitând în apropierea stelelor adeseori sunt ascunse de vaşti nori de praf ce învăluie steaua şi sistemul său de planete. Sistemul nostru solar, de asemenea, are un nor de praf care constă, în principal, din resturile lăsate de către ciocnirea asteroizilor şi el constituie sursa cometelor pe care le observăm atunci când acestea trec prin apropierea Soarelui.

„Tehnologia actuală ne permite de a detecta doar norii mai strălucitori, cei care sunt de câteva mii de ori mai strălucitori decât cel din sistemul nostru solar", a declarat Denis Defrère, post-doctorand în cadrul departamentului de astronomie al University of Arizona şi om de ştiinţă instrumentist al Large Binocular Telescope Interferometer sau LBTI.

El a explicat că deşi norii mai luminoşi sunt mai uşor de văzut, strălucirea lor intensă face detectarea unor prezumtive planete asemănătoare Pământului mai dificilă, dacă nu imposibilă. „Vrem să fim capabili de a detecta cei mai estompaţi nori de praf ceea ce ar creşte semnificativ şansele noastre de a găsi mai multe dintre aceste planete".

„Dacă vedeţi un nor de praf în jurul unei stele, care este un indiciu al resturilor stâncoase, atunci creşte şi probabilitatea ca acolo să fie ceva asemănător Pământului, în jurul acelei stele”, a declarat Phil Hinz, un profesor de astronomie la Steward Observatory al University of Arizona.

„Din observaţiile anterioare ştim că aceste planete sunt destul de obişnuite", a adăugat el. „Ne putem aştepta ca un telescop dedicat acestei misiuni, care observă o anumita zonă a cerului, să găsească destul de puţine".

Hinz şi Defrère lucrează la un instrument care va permite astronomilor să detecteze cei mai estompaţi nori, care sunt de doar aproximativ 10 ori, în loc de mai multe mii de ori, mai strălucitori decât cel din sistemul nostru solar.

„Este ca şi cum, fiind aici în Victoria, încercăm să fotografiem un licurici înconjurând un far din San Francisco care este învăluit în ceată", a spus Defrère despre noua tehnologie.

„Acest nivel de sensibilitate este minimul de care avem nevoie pentru misiunile telescoapelor spaţiale din viitor, în scopul de a detecta planete similare Pământului care pot susţine apă lichidă pe suprafaţa lor", a explicat el. „Scopul nostru este de a elimina norii de praf care sunt prea luminoşi din lista de candidaţi, deoarece aceştia nu reprezintă ţinte promiţătoare pentru a detecta planete potrivite pentru susţinerea vieţii".

„Considerând un nor de praf luminos care este de 1.000 de ori mai strălucitor decât cel din sistemul nostru solar, lumina lui devine comparabilă cu a stelei sale, ceea ce face mai uşoară detecţia exoplanetelor", a explicat Hinz.

Norii mai estompaţi, pe de altă parte, pot fi de aproximativ 10.000 de ori mai puţin strălucitori decât steaua lor, astfel încât observaţiile devin dificile sau chiar imposibile din cauza strălucirii lor slabe în comparaţie cu strălucirea copleşitoare a stelei.

Finanţată de către NASA, echipa efectuează teste care să demonstreze fezabilitatea acestor observaţii folosind ambele obiective ale Large Binocular Telescope sau LBT, în Arizona. Proiectul are ca scop determinarea dificultăţilor care trebuie depăşite în scopul obţinerii rezultatelor dorite înainte de a iniţia o misiune a unui telescop spaţial ce presupune investiţii de miliarde de dolari.

Conform celor spuse de Hinz, scopul NASA îl reprezintă posibilitatea de a putea obţine o imagine directă a exoplanetelor similare Pământului şi de a înregistra spectrul lor de lumină, în scopul de a analiza compoziţia şi caracteristicile lor, precum temperatura, existenta apei şi alţi parametri ai lor.

„Pentru a face acest lucru, ar trebui un telescop spaţial special conceput pentru acest tip de imagini", a spus el. „Scopul nostru este de a face un studiu de fezabilitate pentru a afla dacă este posibil a distinge emisia de lumină a planetei de emisia de fundal a norului de praf, prin observare directă".

Cercetătorii doresc să profite de o tehnică cunoscută ce permite anularea interferenţelor, precum şi de configuraţia unică a LBT care se aseamănă cu o pereche uriaşă de binocluri.

„Noi combinăm lumina de la două obiective, anulăm lumina de la steaua centrală şi astfel devine mai uşor să observăm lumina de la norul de praf”, a explicat Hinz. „Pentru a realiza acest lucru, avem nevoie ca cele două căi de lumină să interfereze una cu alta, ceea ce necesită alinierea acestora cu o precizie foarte mare. Vom pierde întotdeauna din lumina stelară din cauza imperfecţiunilor din sistem, dar scopul nostru este de a o anula până la un nivel de 10.000 pentru a reuşi să detectăm strălucirea slabă a norului de praf".

Lucrările prezentate la conferinţă au folosit aceeaşi tehnică ce presupune utilizarea celor două telescoape mari de la Keck Observatory din Hawaii pentru a detecta norul de praf din jurul stelei Fomalhaut situată la o distanţă de 25 ani-lumină faţă de Soarele nostru.

„Pe baza observaţiilor noastre de la European Very Large Telescope Interferometer, am ştiut că Fomalhaut a fost înconjurată de un nor de praf luminos situat foarte aproape de stea”, a spus Jeremy Lebreton, cercetător principal al studiului din partea Institutul de Planétologie et d'Astrophysique în Grenoble, Franţa.

„Folosind interferometrul Keck, am aflat că Fomalhaut are un nor mai puţin luminos, mai difuz, ce orbitează aproape de zona locuibilă care se aseamănă cu centura de asteroizi din sistemul nostru solar. Această centură se află, probabil, în interacţiune dinamică cu planete încă nedetectate".

Studiul prezentat aici este unul dintr-o serie de trei articole şi a fost realizat în colaborare cu University of Amsterdam, University of Liège, în Belgia, NASA Jet Propulsion Laboratory din Caltech, Pasadena, California, University of Paris şi University of Arizona în Tucson, Arizona.

Aproximativ 250 de oameni de ştiinţă, din întreaga lume, au participat la conferinţa ştiinţifică privind explorarea, formarea şi evoluţia sistemelor planetare, care a avut loc în perioada 3-7 iunie în Victoria, pentru a discuta despre cele mai recente observaţii şi teorii cu privire la sistemele exoplanetare.