Uranüs’e yapılacak bir görev aynı zamanda bir yerçekimsel dalga dedektörü olabilir

İlk kez tespit edilmesi olağanüstü derecede zor olmasına rağmen, yerçekimi dalgaları birçok farklı teknik kullanılarak bulunabilir. 2015 yılında LIGO’da şu anda meşhur olan ilk tespit, bilim adamlarının aradığı çeşitli yollardan sadece biriydi.

Yeni bir makaleön baskı sunucusunda görünüyor arXivAvrupa ve ABD’den araştırmacılar, bilim adamlarının yaklaşmakta olan Uranüs Yörünge Aracı ve Sondasının (UOP) kesin konumunu takip ederek nasıl daha fazlasını tespit edebileceklerini öneriyor.

Başlangıçta NASA’nın Gezegen Bilimi ve Astrobiyoloji Decadal Araştırması tarafından önerilen UOP, Voyager’ın 1986’da sistemi ziyaret etmesinden bu yana Uranüs’e yapılacak ilk görev olacak. 2031’deki lansman tarihinden sonra nihayet 2044’e vardığında, insanlığın son yolculuğunun üzerinden neredeyse 60 yıl geçmiş olacak. Uranyen sistemine yakından bakış.

Ancak transit olarak 13 yıl kesinlikle uzun bir süre. Bu sürenin bir kısmı Jüpiter’den yerçekimi desteği almak için harcanacak, ancak çoğu gezegen cisimleri arasında süzülmekle geçecek. Ve makalenin yazarlarının Uranüs dışı bilim yapmak için kullanmak istediği şey, gezegenler arasında harcanan bu kadar zaman.

Yerçekimi dalgaları uzay-zamanın dokusunu bozabilir ve özellikle uzun mesafelerde fark edilebilir çarpıklıklara neden olabilir. Eğer söz konusu cihazlar yeterince hassassa, UOP ile Dünya arasındaki devasa mesafe, onları tespit etmenin uygun bir yolu olabilir.

Bu, yerçekimi dalgalarını tespit etmek için bir uzay aracı ile Dünya arasındaki mesafenin kullanılmasının dikkate alındığı ilk sefer değil. Pioneer 11, Cassini ve Galileo, Ulysses ve Mars Orbiter üçgenlemesi, nihai varış noktalarına yolculukları sırasında yerçekimsel dalga tespiti için kullanıldıkları yönünde öneriler getirmişti. Ancak tasarlandıkları ekipman, gerçek bir tespit için gereken anlık dalgalanmaları tespit edecek kadar hassas değildi.

UOP, herhangi bir yerçekimi dalgası tespiti için kritik olan, özellikle iletişim ve zamanlama elektroniği olmak üzere onlarca yıldır geliştirilmiş ekipmanın ek avantajlarına sahip olacaktır. Ayrıca, zaten resmi olarak bir yerçekimsel dalga tespit etmiş olmamızın da faydası var, yani en azından neyi arayacağımızı biliyoruz.

Temel mekanizma yeterince basittir; Uranüs’e olan 13 yıllık yolculuğu sırasında UOP’nin kesin olarak belirlenen konumunu tutarlı bir şekilde takip edin ve konumundaki herhangi bir anormalliği, bilinen nedenlerden beklenebilecek şeylerle karşılaştırarak çapraz referanslayın. Bunlar arasında bazı gezegenlerin ve hatta asteroitlerin yerçekimsel etkisi ve uzay aracının kendisi üzerindeki güneş radyasyonu basıncı da yer alıyor.

Yazarların belirttiği gibi bunların bir kısmı veya tamamı uzay aracının tam konumunu etkileyebilir; Yerçekimi dalgalarını bulmak amacıyla hesaplamaların etkili bir şekilde çalışabilmesi için, bunların (eğer varsa) ne gibi etkilerinin daha iyi hesaba katılması gerekir.

Ancak UOP için hafif konumsal kaymanın bilimsel açıdan ilginç potansiyel olarak başka bir nedeni daha var: ultra hafif karanlık madde. Teorik olarak UOP, güneş sisteminde mevcutsa ultra hafif karanlık madde olarak bilinen bir karanlık madde biçimini test etmek ve hatta doğrudan tespit etmek için kullanılabilir.

Teorisyenlerin, eğer mevcut olsaydı nasıl çalışacağını gösteren çok sayıda modeli var. UOP, bu bilimsel araştırmaya katkıda bulunmak için aynı türden kesin konumsal hesaplamayı da kullanabilir.

Hepsinden iyisi, UOP’un tüm bunları asıl işlevsel görevi olan Uranüs sistemini keşfetmede kelimenin tam anlamıyla hiçbir değişiklik yapmadan yapabilmesidir. Görevle ilgili değiştirilmesi gereken tek şey, UOP’un nihai varış noktasına olan 13 yıllık yolculuk boyunca Dünya’yı yaklaşık her 10 saniyede bir tutarlı konumsal verilerle güncellemek olacaktır.

Evdeki daha sık yapılan kontrollerin, yerçekimi dalgalarını veya potansiyel olarak karanlık maddeyi tespit etmeye yardımcı olma ihtimalinin olduğunu varsayalım. Bu durumda, UOP görev planlayıcılarının dikkate almaya değer olduğu görülüyor ancak dahil edilip edilmeyeceği henüz bilinmiyor. Makalenin yazarları bunun neden olması gerektiği konusunda ikna edici bir argüman ortaya attılar.