Δύο από τα πιο καυτά και συναρπαστικά θέματα στο διάστημα και την αστρονομία αυτές τις μέρες είναι 1.) εξωπλανήτες - πλανήτες σε τροχιά γύρω από άλλα αστέρια - και 2.) σκοτεινή ύλη - ότι άγνωστα πράγματα που φαινομενικά αποτελούν σημαντικό μέρος του σύμπαντος μας. Υπάρχει ένα διαστημικό σκάφος που βρίσκεται σε εξέλιξη, το οποίο θα μπορούσε να βοηθήσει να απαντήσουμε στις ερωτήσεις μας σχετικά με το αν υπάρχουν άλλοι πλανήτες σαν τη Γη εκεί έξω, καθώς και να παρέχουν στοιχεία για τη φύση της σκοτεινής ύλης. Το διαστημικό σκάφος ονομάζεται SIM - η Διαστημική Ισομεσομετρία Αποστολή. «Θα ψάχνουμε για άλλες Γη γύρω από άλλα αστέρια», δήλωσε ο Stephen Edberg, Επιστήμονας συστήματος για την αποστολή, «και κάνοντας ακριβείς μαζικές μετρήσεις γαλαξιών, θα πρέπει να είμαστε σε θέση να μετρήσουμε τη σκοτεινή ύλη».
Ακούστε το Podcast "365 Ημέρες Αστρονομίας" της 20ης Ιανουαρίου 2009 και τη συνέντευξή μου με τον Steve Edberg ή / και διαβάστε περισσότερα για την αποστολή SIM Lite παρακάτω!
Η ιδέα αυτής της αποστολής υπήρχε για λίγο και η ιδέα άλλαξε με την πάροδο του χρόνου, με το τηλεσκόπιο να περνάει από διαφορετικές ενσαρκώσεις. Επί του παρόντος, η αποστολή ονομάζεται SIM Lite, καθώς το ίδιο το διαστημικό σκάφος έχει γίνει μικρότερο, ωστόσο οι καθρέφτες για το ιντερφερόμετρο έχουν γίνει μεγαλύτεροι.
Ενώ η ιντερφερομετρία σε μήκη κύματος ραδιοφώνου έχει πραγματοποιηθεί για πάνω από 50 χρόνια, η οπτική ιντερφερόμετρη ωρίμασε πρόσφατα. Η οπτική συμβολομετρία συνδυάζει το φως πολλαπλών τηλεσκοπίων για να λειτουργεί ως ένα μοναδικό, πολύ μεγαλύτερο τηλεσκόπιο. Το SIM Lite θα έχει δύο αστρικούς αισθητήρες ιντερφερόμετρου ορατού μήκους κύματος - καθώς και άλλους προηγμένους ανιχνευτές, που θα συνεργαστούν για τη δημιουργία ενός εξαιρετικά ευαίσθητου τηλεσκοπίου, σε τροχιά έξω από την ατμόσφαιρα της Γης.
«Αυτά είναι όργανα που μπορούν να μετρήσουν τις θέσεις στον ουρανό με σχεδόν απίστευτη ακρίβεια», δήλωσε ο Edberg. «Οραματιστείτε τον Buzz Aldrin να στέκεται στο φεγγάρι. Προσποιηθείτε ότι κρατάει ένα νικέλιο ανάμεσα στον αντίχειρα και το δείκτη. Η SIM μπορεί να μετρήσει το πάχος αυτού του νικελίου όπως φαίνεται από κάποιον που στέκεται στην επιφάνεια της Γης. Αυτό είναι ένα μικρό τόξο δευτερόλεπτο, ένα πολύ μικρό κλάσμα του ουρανού. " Παρακολουθήστε ένα βίντεο που απεικονίζει αυτό - (Απαιτείται γρήγορος χρόνος)
Έχοντας τη δυνατότητα να κάνετε τέτοιες μετρήσεις με SIM, θα είναι δυνατό να συναχθεί η παρουσία πλανητών εντός περίπου 30 ετών φωτός από τη Γη, και αυτοί οι πλανήτες μπορούν να έχουν τόσο μικρή και χαμηλή μάζα όσο η Γη. Από τώρα, η ομάδα SIM αναμένει να μελετήσει 65 έως 100 αστέρια σε μια πενταετή αποστολή, αναζητώντας ανάλογα της Γης, πλανήτες περίπου την ίδια μάζα με τη Γη σε τροχιά γύρω από τα αστέρια τους στην κατοικήσιμη ζώνη, όπου θα μπορούσε να υπάρχει υγρό νερό.
Έτσι, για παράδειγμα, το SIM Lite θα μπορούσε να εντοπίσει έναν κατοικήσιμο πλανήτη γύρω από το αστέρι 40 Eridani A, 16 έτη φωτός μακριά, γνωστό στους οπαδούς της τηλεοπτικής σειράς "Star Trek" ως τοποθεσία του πλανήτη του κ. Spock, Vulcan . Δείτε μια ταινία που απεικονίζει αυτήν την πιθανή ανίχνευση - (Απαιτείται QuickTime).
Η SIM δεν θα ανιχνεύσει έναν πλανήτη απευθείας, αλλά ανιχνεύοντας την κίνηση που προκαλεί στο γονικό αστέρι. «Αυτό είναι ένα δύσκολο έργο, δεν υπάρχει αμφιβολία», είπε ο Έντμπεργκ, «αλλά γίνεται πολύπλοκο, με βάση αυτό που βλέπουμε με το δικό μας ηλιακό σύστημα και τι έχουμε δει σε άλλα πλανητικά συστήματα. Γνωρίζουμε ότι υπάρχουν άλλα συστήματα εκεί έξω που έχουν περισσότερους από έναν πλανήτες. Πολλοί πλανήτες μπορούν να συγχέουν τις μετρήσεις. "
Αλλά η SIM θα πρέπει να μπορεί να ανιχνεύει πλανήτες διαφορετικού μεγέθους σε τροχιά γύρω από άλλα αστέρια. Το SIM Lite πέρασε πρόσφατα μια διπλή τυφλή μελέτη που διεξήχθη από τέσσερις ξεχωριστές ομάδες που επιβεβαίωσαν ότι η τεχνολογία SIM θα επιτρέψει την ανίχνευση πλανητών μάζας Γης μεταξύ συστημάτων πολλαπλών πλανητών, έχοντας την ικανότητα να μετρά τη μάζα των πλανητών διαφορετικού μεγέθους, τόσο χαμηλά όσο Γη-μάζα.
«Με μερικές εξαιρέσεις, όλοι οι πλανήτες για τους οποίους γνωρίζουμε εντοπίστηκαν χρησιμοποιώντας μια μέθοδο που ονομάζεται ακτινική ταχύτητα», δήλωσε ο Έντμπεργκ, «όπου βλέπουμε την περιοδική κίνηση του αστεριού που έρχεται προς εμάς και απομακρύνεται από εμάς σε τακτική βάση. Αλλά όταν κάνετε τέτοιες μετρήσεις, όταν δεν έχετε άλλες πληροφορίες, δεν γνωρίζετε τον προσανατολισμό της τροχιάς των πλανητών σε σχέση με το αστέρι, ή τη μάζα είτε του αστεριού είτε του πλανήτη. "
Με τα πιο καυτά αστέρια, η ακτινική ταχύτητα δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αναζήτηση πλανητών. Αλλά το SIM Lite θα μπορεί να βλέπει αστέρια καθαρά στο διάγραμμα από τα πιο δροσερά έως τα πιο καυτά αστέρια.
«Μέχρι στιγμής, δεν έχουμε βρει άλλους πλανήτες μεγέθους Γης», δήλωσε ο Έντμπεργκ. (Δείτε το άρθρο μας από την 1/19/2009 σχετικά με έναν πλανήτη που θα μπορούσε ενδεχομένως να είναι 1,4 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα της Γης.)
"Είναι ένα μεγάλο ερωτηματικό στους άλλους πλανήτες που γνωρίζουμε τώρα - πιστεύω ότι γνωρίζουμε μόνο περίπου το 10% των μαζών των εξωηλιακών πλανητών", δήλωσε ο Έντμπεργκ.
Ένα δεύτερο πρόγραμμα αναζήτησης πλανητών, που ονομάζεται «ευρεία έρευνα», θα ανιχνεύσει περίπου 2.000 αστέρια στον γαλαξία μας για να προσδιορίσει τον πλανήτη επικράτησης του μεγέθους του Ποσειδώνα και των μεγαλύτερων.
Η SIM θα χρησιμοποιηθεί επίσης για τη μέτρηση των μεγεθών των αστεριών, καθώς και των αποστάσεων των αστεριών, και θα μπορεί να το κάνει αρκετές εκατοντάδες φορές με μεγαλύτερη ακρίβεια από ό, τι στο παρελθόν ήταν δυνατό. Το SIM Lite θα μετρήσει επίσης την κίνηση των κοντινών γαλαξιών, στις περισσότερες περιπτώσεις, για πρώτη φορά. Αυτές οι μετρήσεις θα βοηθήσουν στην παροχή των πρώτων συνολικών μετρήσεων μάζας μεμονωμένων γαλαξιών. Όλα αυτά θα επιτρέψουν στους επιστήμονες να εκτιμήσουν την κατανομή της σκοτεινής ύλης στον δικό μας γαλαξία και το σύμπαν.
«Η σκοτεινή ύλη είναι γνωστή για τις βαρυτικές επιδράσεις της», δήλωσε ο Έντμπεργκ. «Δεν φαίνεται να αλληλεπιδρά με την κανονική ύλη όπως τη γνωρίζουμε. Για να λάβουμε περισσότερες ενδείξεις σχετικά με αυτό, θέλουμε να μάθουμε πού είναι. "
Η SIM θα μετρήσει σε δύο διαφορετικές κλίμακες. Ο ένας είναι μέσα στον Γαλαξία του Γαλαξία, πραγματοποιώντας μετρήσεις αστεριών και σφαιρικών σμήνων και πραγματοποιώντας μετρήσεις αστεριών που έχουν σχιστεί από μικρότερους γαλαξίες που περιστρέφονται γύρω από τον Γαλαξία.
«Μπορούμε να κάνουμε μαζικό μοντέλο του γαλαξία μας και να ανακαλύψουμε πού βρίσκεται αυτή η μάζα, συμπεριλαμβανομένης της σκοτεινής ύλης», δήλωσε ο Edberg. «Όταν κάνουμε μετρήσεις για τον τρόπο περιστροφής του γαλαξία μας, διαπιστώνετε ότι περιστρέφεται σαν στερεό. Αντί να είστε Keplerian, όπου σκέφτεστε ότι ο Ερμής περνάει γύρω από τον ήλιο πιο γρήγορα από τον Πλούτωνα, από όλη τη διαδρομή μέσα στον γαλαξία όσο πιο κοντά μπορούμε να μετρήσουμε στο κέντρο, πέρα από την απόσταση του ήλιου, ο Γαλαξίας περιστρέφεται σαν να είναι συμπαγής σώμα. Δεν είναι ένα συμπαγές σώμα, αλλά αυτό σημαίνει ότι πρέπει να έχει μια πυκνότητα που είναι σταθερή σε όλη τη διαδρομή και αυτό σημαίνει ότι υπάρχει πολύ περισσότερη ύλη από ό, τι μπορούμε να δούμε. "
«Ένα άλλο πράγμα που θα θέλαμε να γνωρίζουμε είναι η συγκέντρωση της σκοτεινής ύλης στο σμήνος των γαλαξιών», συνέχισε ο Edberg. «Ο Γαλαξίας μας είναι μέρος της Τοπικής Ομάδας Γαλαξιών και η SIM έχει τη δυνατότητα να μετρήσει τα αστέρια εντός των μεμονωμένων γαλαξιών, τα οποία με τη σειρά τους μπορούν να μοντελοποιηθούν για να μας πουν πού βρίσκεται η σκοτεινή ύλη μέσα στην Τοπική Ομάδα. Αυτό είναι αιχμής. Αυτό είναι ένα από τα μεγάλα μυστήρια αυτή τη στιγμή στην αστροφυσική και την κοσμολογία. "
Οι επιπλέον ηλιακοί πλανήτες και η σκοτεινή ενέργεια μπορεί να μοιάζουν με δύο εντελώς διαφορετικά πράγματα για ένα διαστημικό σκάφος που ψάχνει, αλλά ο Edberg είπε ότι αυτό είναι ένα παράδειγμα του πώς όλα συνδέονται μεταξύ τους.
«Για να πάρουμε μάζες πλανήτη, πρέπει να γνωρίζουμε τις μάζες των γονικών αστεριών», είπε. «Η SIM θα κάνει μετρήσεις των αστεριών, ιδίως των δυαδικών αστεριών, και θα καθορίσει τις μάζες των αστεριών για μια μεγάλη ποικιλία τύπων αστεριών και θα είναι σε θέση να εκτιμήσει τα μεγέθη των πλανητών που προκαλούν την αντανακλαστική κίνηση. Για να κάνουμε τις μετρήσεις και επειδή τα αστέρια με τους πλανήτες πρόκειται να διασκορπιστούν γύρω από τον ουρανό, πρέπει να έχουμε ένα πλέγμα αστεριών που είναι τα σταθερά σημεία για να μας δώσουν γεωγραφικό πλάτος και μήκος, για να πούμε. Αν γνωρίζετε ακριβώς πού βρίσκονται το Σεντ Λούις και το Λος Άντζελες, τότε είναι πολύ πιο εύκολο να τριγωνίσετε πού βρίσκονται τα πράγματα μεταξύ τους. Πρέπει να το κάνουμε αυτό παντού στον ουρανό, και για να το κάνουμε αυτό το συνδέουμε με τα αστέρια και η SIM μπορεί να το κάνει αυτό. Αυτές είναι θεμελιώδεις ερωτήσεις στις οποίες δεν γνωρίζουμε τις απαντήσεις, αλλά η SIM θα μας βοηθήσει να βρούμε τις απαντήσεις. "
Έτσι, το SIM Lite θα ψάχνει από τη γειτονιά μας μέχρι την άκρη του σύμπαντος.
Ποια είναι η κατάσταση αυτού του μελλοντικού διαστημικού σκάφους;
«Είμαστε σε αναμονή τώρα», είπε ο Έντμπεργκ. «Περάσαμε πρόσφατα τη δοκιμή double blind για να δείξουμε ότι η SIM μπορεί να βρει πλανήτες σαν τη Γη σε συστήματα που έχουν πολλούς πλανήτες. Η SIM υποβάλλεται επίσης σε δεκαδική αναθεώρηση για να καταδείξει ότι η αστρονομική επιστημονική κοινότητα πρέπει να έχει μια αποστολή όπως η SIM για να ενισχύσει τα θεμέλια πάρα πολύ. "
Γίνεται τεχνική εργασία για την προετοιμασία της κατασκευής των πραγματικών μέσων, αλλά για δημοσιονομικούς λόγους, η NASA δεν έχει ορίσει ημερομηνία έναρξης. «Νομίζουμε ότι θα μπορούσαμε να είμαστε έτοιμοι να ξεκινήσουμε μέχρι το 2015 μόλις πάρουμε το προβάδισμα από τη NASA», δήλωσε ο Edberg, «και το μέλλον εξαρτάται από την επανεξέταση της δεκαετίας και οι αναφορές θα πρέπει να κυκλοφορήσουν σε περίπου ένα χρόνο».
Το SIM Lite θα παρέχει μια εντελώς νέα ικανότητα μέτρησης στην αστρονομία. Τα ευρήματά του πιθανότατα θα παραμείνουν σταθερά μόνα τους, συγχαίροντας ταυτόχρονα τις δυνατότητες του σημερινού μας, καθώς και άλλα προγραμματισμένα μελλοντικά διαστημικά παρατηρητήρια.
Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη SIM, ανατρέξτε στον ιστότοπο της αποστολής.
