NASA’nın bir sonraki büyük amiral gemisi uzay teleskobu için planlama sürüyor

NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu (JWST) yalnızca bir yıldan biraz fazla bir süredir faaliyet gösteriyor ancak bu, dünyanın en büyük uzay ajansının gelecekte JWST’nin halefi olarak hizmet edebilecek bir sonraki büyük uzay teleskopunu tartışmasını engellemiyor. İlk olarak Ulusal Bilimler Akademisi’nin Astronomi ve Astrofizik 2020 (Astro2020) Decadal Araştırması sırasında NASA’nın bir sonraki amiral gemisi Astrofizik misyonu olarak önerilen Yaşanabilir Dünyalar Gözlemevi’ne (HWO) girin.

Potansiyel teknolojik yetenekleri arasında dış gezegenler, yıldızlar, galaksiler ve Dünya dışındaki yaşam için sayısız diğer gök cisimlerinin incelenmesi yer alırken, HWO’nun hem bilim adamlarını hem de halkı nefes kesen görüntüler ve yeni veri kümeleriyle şaşırtması için daha kat etmesi gereken uzun bir yol var.

Caltech’te Astronomi Profesörü ve NASA Jet Propulsion Laboratuvarı’nda (JPL) Kıdemli Araştırma Bilimcisi olan Dr. Dimitri Mawet, “Görevi tasarlamadan önce, mümkün olduğu kadar önemli teknolojileri geliştirmemiz gerekiyor” dedi. “Teknolojinin olgunlaşma aşamasındayız. Buradaki fikir, Yaşanabilir Dünyalar Gözlemevi’nin devrim niteliğindeki bilimi sunmasını sağlayacak teknolojileri daha da ilerletirken aynı zamanda maliyet aşımları riskini en aza indirmektir.”

Dr. Mawet, ilk toplantılarını 31 Ekim – 2 Kasım 2023 tarihleri ​​arasında Washington DC’de gerçekleştirmesi planlanan HWO Teknik Değerlendirme Grubu’na (TAG) katılmak üzere seçilen 56 kişiden biri. Toplantıların ardından bireyler, NASA’nın “Büyük Gözlemevi Olgunlaşma Programı”nın (GOMAP) bir parçası olarak iki gruba ayrılacak: Bilim, Teknoloji, Mimari İnceleme Ekibi (START) ve Teknik Değerlendirme Grubu (TAG) (her iki ekip için de tam üye listesi) gecerli Burada). START, HWO’nun bilim hedeflerine odaklanırken, TAG, HWO’nun tasarımına ve tasarım gereksinimlerini karşılamak için gerekli teknolojiye odaklanacak.

Astro2020 on yıllık toplantısına eş başkanlık yapan Dr. Fiona Harrison, “Decadal Araştırması, astrofizik için sahip olacağı dönüşümsel yeteneklerin yanı sıra kendi güneş sistemimiz dışındaki tüm güneş sistemlerini anlama yeteneği nedeniyle bu misyonu en büyük öncelik olarak önerdi” dedi. rapor komitesinde yer almaktadır ve her ikisi de Caltech’te Harold A. Rosen Fizik Profesörü ve Kent ve Joyce Kresa Fizik, Matematik ve Astronomi Bölümü Liderlik Başkanıdır.

Şimdilik, dış gezegenlerdeki biyolojik imzaları belirlemeye çalışmak, mevcut olabilecek gazları tanımlamak için ışığı analiz etmeyi içeren bir yöntem olan spektroskopiyi kullanarak atmosferlerini incelemekle sınırlı. Ötegezegenin atmosferlerini analiz etmenin önemli bir yönü, ötegezegenin ana yıldızından gelen muazzam parıltıyı engelleyerek, yalnızca yakındaki bir ötegezegenin atmosferinden yansıyan zayıf yıldız ışığını bırakmaktır. Yıldız parıltısının engellenmesi iki ana yoldan biriyle gerçekleştirilir: koronagraf ve yıldız gölgesi.

İlk olarak 1939’da Fransız gökbilimci Dr. Bernard Lyot tarafından güneşimizi incelemek için icat edilen koronagraf, teleskopun içinde yer alır ve bir maske, bir yıkayıcı (Lyot ​​durağı olarak da bilinir) ve özel bir mercek içeren çok adımlı bir işlemle yıldız ışığını engeller. Aynaların hepsi birlikte çalışarak önce teleskopa gelen büyük miktardaki yıldız ışığını azaltıyor ve sonunda yıldızın parıltısı içinde saklanan ötegezegenleri ortaya çıkarıyor. Gökbilimciler daha sonra bu dış gezegenlerden gelen ışığı analiz etmek ve ilgili atmosferlerindeki gazları tanımlamak için spektroskopiyi kullanabilirler.

Şu anda, NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu ve JWST, dış gezegenleri incelemek için koronagrafları kullanan tek uzay teleskoplarının yanı sıra Avrupa Güney Gözlemevi’nin (ESO) Çok Büyük Teleskobu (VLT), Gemini Gezegen Görüntüleyicisi ve teleskoplar dahil olmak üzere çeşitli yer tabanlı teleskoplardır. Hawaii’deki Keck Gözlemevi’nde bulunuyor. İleriye dönük olarak, NASA’nın yaklaşmakta olan Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu’nun (genellikle Roma Uzay Teleskobu olarak kısaltılır), gazlı ötegezegenleri görüntülemek için Coronagrafik Enstrüman (CGI) olarak bilinen gelişmiş bir koronagrafı kullanması ve Roman’ın bir SpaceX Falcon gemisini fırlatması planlanıyor. 2027’de bir ara ağır.

Eğer bir koronagraf teleskopun içindeyse, yıldız gölgesi onun dıştaki karşılığıdır. Mevcut uzay teleskoplarının hiçbirinde yıldız gölgeleri kullanılmazken, NASA tarafından tasarlanan ve inşa edilen geliştirme modelleri, gelecekteki bir uzay teleskopundan ayrılacak ve onun önünde belirli bir mesafeye açılacak ve uzak bir yıldızdan gelen yıldız ışığını engellemek için gerçek bir gölge gibi davranacaktır. Yörüngedeki ötegezegenlerin ortaya çıkarılması. Yıldız gölgeleme yöntemi, uzay teleskopunun önünde doğru mesafeye doğru açılma ve konuşlandırma da dahil olmak üzere sayısız mühendislik zorluğu sunarken, bilim adamları, bunun hem basitliği hem de çok yönlülüğü ile ötegezegenleri avlamak dışında bilim için kullanılabileceğini varsayıyorlar. gelecekteki uzay teleskopları için ideal bir eklenti.

NASA’nın NASA JPL’deki Dış Gezegen Keşif Programının baş teknoloji uzmanı Dr. Nick Siegler, “Yalnızca galaksimizde yaşanabilir bölgede birkaç milyar kadar Dünya boyutunda gezegen bulunduğunu tahmin ediyoruz” dedi. “Oksijen, metan, su buharı ve yaşamın varlığına işaret edebilecek diğer kimyasalları aramak için bu ötegezegenlerin atmosferlerini araştırmak istiyoruz. Küçük yeşil adamları değil, bu önemli kimyasalların spektral imzalarını göreceğiz. veya biyolojik imza dediğimiz şey.”

Dr. Siegler, NASA’nın, yaklaşmakta olan Roma Uzay Teleskobu’ndaki potansiyel kullanımının da gösterdiği gibi, HWO için koronagraf yolunu seçtiğini belirtti. Decadal Survey’e göre HWO’nun 2030’ların sonu veya 2040’ların başında fırlatılması planlanıyor ve gözlem süresinin dış gezegenlerin incelenmesi ve genel astrofizik çalışmaları arasında bölünmesi planlanıyor.