Նախընտրելի
Արիզոնայի համալսարանի աստղագետները բեկումնային առաջընթաց են գրանցել այլմոլորակային կյանքի որոնման գործում՝ ստեղծելով նորարարական կորոնագրաֆ՝ սարք, որը «մարում է» աստղերի վառ լույսը՝ թույլ տալով տեսնել մթագնված էկզոմոլորակները: Այս գործիքը, որը նկարագրված է Optica ամսագրում, հնարավորություն է տալիս ուղղակիորեն դիտարկել մոլորակներ, որոնք նախկինում թաքնված էին աստղային փայլի մեջ, և կարող է մեզ մոտեցնել «երկրորդ Երկրի» հայտնաբերմանը: Պատմում ենք, թե ինչպես է աշխատում այս տեխնոլոգիան, ինչու է այն կարևոր և ինչ է սպասվում աստղագիտությանը առաջիկա տարիներին:
Ի՞նչ է կորոնագրաֆը և ինչո՞ւ է այն անհրաժեշտ
Էկզոմոլորակները՝ Արեգակնային համակարգից դուրս գտնվող մոլորակները, չափազանց դժվար է ուղղակիորեն տեսնել: Նրանց լույսը միլիարդ անգամ ավելի թույլ է, քան իրենց պտտվող աստղերի լույսը: Պատկերացրեք, որ փորձում եք կայծոռիկ տեսնել փարոսի կողքին: Անգամ այնպիսի հզոր աստղադիտակները, ինչպիսին է «Ջեյմս Ուեբբը», հաճախ չեն կարողանում հաղթահարել այս խնդիրը. աստղի լույսը «հեղեղում է» մոլորակները: Կորոնագրաֆը լուծում է այս խնդիրը՝ արգելափակելով աստղի լույսը «արհեստական Լուսնի»՝ օպտիկական դիմակի միջոցով, ինչպես առաջին անգամ առաջարկել է Բերնար Լիոն 1931 թվականին՝ Արեգակի կորոնան դիտարկելու համար:
Արիզոնայի համալսարանի նոր կորոնագրաֆը այս գաղափարը բարձրացնում է նոր մակարդակի: Այն օգտագործում է քվանտային օպտիկա և լույսի տարածական ռեժիմների տեսակավորիչ՝ աստղային լույսը մոլորակային լույսից առանձնացնելու համար՝ նույնիսկ նախքան պատկերի ձևավորումը: Սա թույլ է տալիս ոչ միայն հայտնաբերել էկզոմոլորակը, այլև ստանալ նրա հստակ պատկերը՝ բացահայտելով ուղեծրի, մթնոլորտի և նույնիսկ կյանքի հնարավոր նշանների մանրամասները:
Ինչպե՞ս է աշխատում նոր կորոնագրաֆը
Տեխնոլոգիան հիմնված է երեք հիմնական տարրերի վրա.
- Տարածական ռեժիմների տեսակավորիչ: Սարքը վերլուծում է լույսը՝ բաժանելով այն «աստղային» և «մոլորակային»՝ ըստ տարածական բնութագրերի: Աստղային լույսը, որպես ավելի միատեսակ, զտվում է:
- Փայլերի հեռացում: Աստղային լույսն առանձնացնելուց հետո կորոնագրաֆը վերացնում է այն՝ թողնելով միայն մոլորակի թույլ ճառագայթումը:
- Հակադարձ տեսակավորիչ: Վերականգնում է մոլորակի պատկերը՝ դարձնելով այն հստակ և մանրամասն:
Լաբորատոր թեստերը ցույց են տվել, որ կորոնագրաֆը որոշում է էկզոմոլորակների դիրքը 50 անգամ ավելի բարձր ճշգրտությամբ, քան սովորական աստղադիտակների բանաձևը: Սա նշանակում է, որ այն կարող է «տեսնել» մոլորակներ, որոնք գտնվում են աստղին ավելի մոտ, քան թույլ է տալիս օպտիկան: Օրինակ՝ երկրանման մոլորակները բնակելի գոտում, որտեղ հնարավոր է հեղուկ ջուր, այժմ հասանելի են ուղղակի դիտարկման համար:
«Մեր կորոնագրաֆը ձևավորում է լիարժեք պատկեր, այլ ոչ միայն չափում է լույսը»,- բացատրում է նախագծի ղեկավար Նիկո Դեշլերը: «Մենք կարող ենք ուսումնասիրել մթնոլորտի կազմը, ուղեծրերը և նույնիսկ փնտրել կենսանշիչներ, ինչպիսիք են թթվածինը կամ մեթանը»:
Ինչո՞ւ է սա կարևոր
1992 թվականին առաջին էկզոմոլորակի հայտնաբերումից ի վեր աստղագետները հաստատել են ավելի քան 5000 նման օբյեկտ, սակայն ընդամենը մոտ 70-ն են լուսանկարվել ուղղակիորեն, և դրանք հիմնականում խոշոր գազային հսկաներ են, որոնք հեռու են իրենց աստղերից: Երկրանման մոլորակների ուղղակի դիտարկումը գլխավոր նպատակն է, քանի որ այն թույլ է տալիս վերլուծել մթնոլորտները՝ ջրի, ածխաթթու գազի կամ կենսանշանների առկայության համար: Նոր կորոնագրաֆը մոտեցնում է այդ երազանքը.
- Կյանքի որոնում: Սարքը կարող է հայտնաբերել մթնոլորտներում քիմիական «մատնահետքեր», որոնք ցույց են տալիս կենսաբանական ակտիվություն:
- Ճշգրիտ ուղեծրեր: Պատկերները օգնում են ճշտել մոլորակների հեռավորություններն ու հետագծերը, ինչը կարևոր է ապագա առաքելությունների համար:
- Բազմակողմանիություն: Տեխնոլոգիան կիրառելի է ոչ միայն աստղագիտության, այլև քվանտային սենսորների, բժշկական պատկերավորման և հեռահաղորդակցության մեջ:
Համեմատության համար՝ «Նենսի Գրեյս Ռոման» աստղադիտակի կորոնագրաֆը (գործարկումը՝ 2027 թ.) նախատեսված է Յուպիտերի նման մոլորակներ հայտնաբերելու համար, բայց Արիզոնայի նոր գործիքն արդեն ուղղված է ավելի փոքր, ժայռային աշխարհներին:
Համատեքստ. Էկզոմոլորակների մրցավազք
Էկզոմոլորակների որոնումը թեժ թեմա է: 30 տարում աստղագետները անցել են անուղղակի մեթոդներից (դոպլերային, տրանզիտային, գրավիտացիոն միկրոլինզավորում) դեպի ուղղակի դիտարկումներ: Օրինակ.
- 2010 թվականին NASA-ն ցույց տվեց, որ կորոնագրաֆները կարող են լուսանկարել խոշոր էկզոմոլորակներ:
- «Ջեյմս Ուեբբը» 2022 թվականին կորոնագրաֆի միջոցով հայտնաբերեց ածխաթթու գազ HR 8799-ի մթնոլորտում:
- Ռուսաստանի ՄՖՏԻ-ի ֆիզիկոսները 2016 թվականին առաջարկեցին ինտերֆերոմետր՝ կորոնագրաֆների կոնտրաստայնությունը բարելավելու համար:
Արիզոնայի նոր կորոնագրաֆն առանձնանում է քվանտային մոտեցմամբ: Այն հասնում է օպտիկայի օրենքներով սահմանված սահմաններին և կարող է աշխատել ցամաքային աստղադիտակների հետ, ինչպիսին է Չիլիում կառուցվող Եվրոպական ծայրահեղ մեծ աստղադիտակը (39 մ), որը խոստանում է լուսանկարել երկրանման մոլորակներ:
Ի՞նչ է սպասվում
Դեշլերի թիմը պլանավորում է կորոնագրաֆը ինտեգրել խոշոր աստղադիտարաններում մինչև 2028 թվականը: Սա կուժեղացնի այնպիսի նախագծեր, ինչպիսին է NASA-ի Բնակելի աշխարհների աստղադիտարանը (HWO), որը նպատակ ունի մինչև 2040 թվականը փնտրել կենսանշիչներ: Չինաստանի տեխնոլոգիական կենտրոն Սյունանում արդեն փորձարկվում է ԱԲ՝ աստղադիտակների տվյալները վերլուծելու համար, և նման կորոնագրաֆները կարող են դառնալ այդ էկոհամակարգի մաս: X-ի օգտատերերը հիացած են. «Սա նման է արևն անջատելուն՝ ցերեկը աստղեր տեսնելու համար»:
Կան նաև մարտահրավերներ: Կորոնագրաֆները զգայուն են թրթռումների և մթնոլորտային խեղաթյուրումների նկատմամբ, ուստի նրանց արդյունավետությունը Երկրի վրա ավելի ցածր է, քան տիեզերքում: NASA-ն լուծում է սա հարմարվող օպտիկայի միջոցով, ինչպես «Ռոման» աստղադիտակում: Նաև անհրաժեշտ են հզոր աստղադիտակներ, որոնց կառուցումը տասնամյակներ է պահանջում:
