I de sidste par årtier er tusinder af exoplaneter blevet opdaget i nabolandet stjerne systemer. Faktisk var der fra 1. oktober 2017 ca. 3.671 exoplaneter er blevet bekræftet i 2.751 systemer, hvor 616 systemer har mere end en planet. Desværre er langt de fleste af disse blevet påvist ved hjælp af indirekte midler, der spænder fra gravitationsmikrolensering til transitfotometri og radialhastighedsmetoden.
Desuden har vi ikke været i stand til at studere disse planeter tæt på, fordi de nødvendige instrumenter endnu ikke findes. Project Blue, et konsortium af forskere, universiteter og institutioner, ønsker at ændre det. For nylig lancerede de en crowdfunding-kampagne gennem Indiegogo for at finansiere udviklingen af et rumteleskop, der vil begynde at lede efter eksoplaneter i Alpha Centauri-systemet i 2021.
Udover sine kommercielle og akademiske partnere er Project Blue en samarbejdsindsats mellem BoldlyGo-instituttet, Mission Centaur, SETI-instituttet og University of Massachusetts Lowell. Det styres af et rådgivende udvalg for videnskab og teknologi (STAC), der er sammensat af videnskabs- og teknologieksperter, der er dedikeret til udforskning af rummet og søgen efter livet i vores univers.
For at nå deres mål om direkte at studere eksoplaneter forsøger Project Blue at udnytte de nylige ændringer i rumforskning, som inkluderer forbedrede instrumenter og metodologi, den hastighed, som exoplanet er blevet opdaget i de senere år, og øget samarbejde mellem den private og den offentlige sektor. Som SETI Institut præsident og administrerende direktør Bill Diamond forklarede i en nylig SETI pressemeddelelse:
”Project Blue bygger på nyere forskning i at forsøge at vise, at Jorden ikke er alene i kosmos som en planet, der er i stand til at støtte livet, og ville det ikke være forbløffende at se en sådan planet i vores nærmeste nabostjernede stjernesystem? Dette er den grundlæggende grund til, at vi søger. ”
Som nævnt blev stort set alle eksoplanetopdagelser, der er blevet gjort i de sidste par årtier, gjort ved hjælp af indirekte metoder - hvoraf den mest populære er Transit Photometery. Denne metode er hvad Kepler og K2 missioner, der var afhængige af for at registrere i alt 5.017 exoplanet-kandidater og bekræfte eksistensen af 2.470 exoplaneter (hvoraf 30 blev fundet at kredset inden for deres stjernes beboelige zone).
Denne metode består af astronomer, der overvåger fjerne stjerner for periodiske dips i lysstyrke, som er forårsaget af en planet, der passerer foran stjernen. Ved at måle disse dips er forskere i stand til at bestemme størrelsen på planeter i dette system. En anden populær teknik er Radial Velocity (eller Doppler) -metoden, som måler ændringer i en stjernes position i forhold til observatøren for at bestemme, hvor massivt dens planetsystem er.
Disse og andre metoder (alene eller i kombination) har gjort det muligt for de mange opdagelser, der er blevet gjort. Men indtil videre er der ikke direkte afbildet nogen exoplaneter, hvilket skyldes den annullerende virkning stjerner har på optiske instrumenter. Grundlæggende har astronomer ikke været i stand til at få øje på, at lyset reflekteres fra en eksoplanets atmosfære, fordi lyset fra stjernen er op til ti milliarder gange lysere.
Udfordringen er således blevet, hvordan man skal arbejde på at blokere dette lys, så planeterne selv kan blive synlige. En foreslået løsning på dette problem er NASAs Starshade-koncept, en kæmpe rumstruktur, der ville blive indsat i kredsløb langs et rumteleskop (mest sandsynligt James Webb-rumteleskopet). Når den først var i kredsløb, ville denne struktur distribuere dens blomsterformede folier for at blokere blænding fra fjerne stjerner og således give JWST og andre instrumenter mulighed for at forestille eksoplaneter direkte.
Men da Alpha Centauri er et binært system (eller trinært, hvis du tæller Proxima Centauri), er det endnu mere kompliceret at være i stand til direkte at afbilde alle planeter omkring dem. For at tackle dette har Project Blue udviklet planer for et teleskop, der vil være i stand til at undertrykke lys fra både Alpha Centauri A og B, samtidig med at de tager billeder af alle planeter, der kredser omkring dem. Det er specialiseret stjernelysundertrykkelsessystem består af tre komponenter.
For det første er der afsnit, et instrument, der vil stole på flere teknikker til at blokere stjernelys. For det andet er der det deformerbare spejl, lavbestilte bølgefrontsensorer og softwarekontrolalgoritmer, der vil manipulere indgående lys. Til sidst er der efterbehandlingsmetoden kendt som Orbital Differntial Imaging (ODI), som gør det muligt for forsker fra Project Blue at forbedre kontrasten for de tagne billeder.
I betragtning af dens nærhed til Jorden er Alpha Centauri-systemet det naturlige valg for at gennemføre et sådant projekt. Tilbage i 2012 blev en exoplanet-kandidat - Alpha Centauri Bb - annonceret. I 2015 indikerede imidlertid yderligere analyser, at det detekterede signal var en artefakt i dataene. I marts 2015 blev en anden mulig exoplanet (Alpha Centauri Bc) annonceret, men dens eksistens er også kommet til at blive sat spørgsmålstegn ved.
Med et instrument, der er i stand til direkte billedbehandling af dette system, kunne eksistensen af eksoplaneter endelig bekræftes (eller udelukkes). Som Franck Marchis - Senior Planetary Astronomer ved SETI Institute og Project Blue Science Operation Lead - sagde om projektet:
“Project Blue er en ambitiøs rummission, designet til at besvare et grundlæggende spørgsmål, men overraskende nok er teknologien til at samle et billede af en” Pale Blue Dot ”omkring Alpha Centauri-stjerner der. Teknologien, som vi vil bruge til at nå til at opdage en planet, der er 1 til 10 milliarder gange svagere end dens stjerne, er blevet testet i vid udstrækning i laboratoriet, og vi er nu klar til at designe et rumteleskop med dette instrument. ”
Hvis Project Blue opfylder sine crowdfunding-mål, agter organisationen at indsætte teleskopet i Near-Earth Orbit (NEO) inden 2021. Teleskopet vil derefter bruge de næste to år på at observere Alpha Centauri-systemet med sit korongrafiske kamera. Alt sammen fortalt, mellem udviklingen af instrumentet og afslutningen af dets observationskampagne, vil missionen vare seks år, en relativt kort løb for en astronomisk mission.
Imidlertid ville den potentielle udbetaling for denne mission være utroligt dybtgående. Ved direkte billedbehandling af en anden planet i det nærmeste stjernesystem til vores egen, kunne Project Blue samle vitale data, der kunne indikere, om der er planeter der er beboelige. I årevis har astronomer forsøgt at lære mere om eksoplaneternes potentielle beboedygtighed ved at undersøge de spektrale data, der er produceret af lys, der passerer gennem deres atmosfærer.
Imidlertid har denne proces været begrænset til massive gasgiganter, der kredser i nærheden af deres moderstjerner (dvs. "Super-Jupiters"). Selvom forskellige modeller er blevet foreslået til at placere begrænsninger på atmosfærerne i klippeformede planeter, der kredser inden for en stjernes beboelige zone, er der ikke blevet undersøgt nogen direkte. Derfor, hvis det skulle vise sig at være en succes, ville Project Blue give mulighed for nogle af de største videnskabelige fund i historien.
Derudover ville det give information, der kunne komme langt i retning af at informere en fremtidig mission til Alpha Centauri, såsom Breakthrough Starshot. Denne foreslåede mission kræver anvendelse af en stor lasergruppe til fremdrift af et lyssejldrevet nanokraft op til relativistiske hastigheder (20% lysets hastighed). Med denne hastighed ville håndværket nå Alpha Centauri inden for 20 år og kunne transmittere data vha. En række små kameraer, sensorer og antenner.
Som navnet antyder, håber Project Blue at fange de første billeder af en "Pale Blue Dot", der kredser om en anden stjerne. Dette er en henvisning til fotografiet af Jorden, der blev taget af Voyager 1 sonde den 19. februar 1990, efter at sonden afsluttede sin primære mission og var klar til at forlade solsystemet. Billederne er taget på anmodning af den berømte astronom og videnskabsformidler Carl Sagan.
Når han så på fotografierne, sagde Sagan berømt: ”Se igen på den prik. Det er her. Det er hjemme. Det er os. På det alle du elsker, alle du kender, alle du nogensinde har hørt om, ethvert menneske, der nogensinde var, levede deres liv ud. ” Derefter kom navnet "Pale Blue Dot" til at være synonymt med Jorden og fange følelsen af ærefrygt og undring over, at Rejse 1 fotografier fremkaldt.
For nylig er andre "Pale Blue Dot" -fotografier blevet snappet af missioner som Cassini orbiter. Mens jeg fotograferede Saturn og dets ringe-system i sommeren 2013, Cassini formåede at fange billeder, der viste Jorden i baggrunden. I betragtning af afstanden optrådte Jorden igen som et lille lyspunkt mod pladsens mørke.
Ud over at stole på crowdfunding og deltagelse fra flere non-profit organisationer, forsøger denne lavprismission også at kapitalisere på en voksende tendens inden for rumforskning - som er åben deltagelse og samarbejde mellem videnskabelige institutioner og borgerforskere. Dette er et af de primære formål bag Project Blue, som er at engagere offentligheden og uddanne dem om betydningen af rumforskning.
Som Jon Morse, administrerende direktør for BoldlyGo Institute, forklarede:
”Rumundersøgelsens fremtid har et ubegrænset potentiale for at besvare dybe spørgsmål om vores eksistens og skæbne. Rumbaseret videnskab er en hjørnesten for undersøgelse af sådanne spørgsmål. Project Blue søger at engagere et globalt samfund i en mission for at søge efter beboelige planeter og liv ud over Jorden. ”
Fra og med denne artikels penning har Project Blue været i stand til at rejse $ 125.561 USD af deres mål på $ 175.000. For de interessante i at støtte dette projekt vil Project Blue's Indiegogo-kampagne forblive åben i yderligere 11 dage. Og sørg for også at tjekke deres salgsfremmende video:
