Ми људи имамо незаситну глад да бисмо разумели Универзум. Као што је Царл Саган рекао, "Разумевање је екстаза." Али да бисмо разумели Универзум, потребни су нам бољи и бољи начини да га посматрамо. А то значи једно: велики, огромни, огромни телескопи.
У овој серији погледаћемо надолазеће светске супер телескопе:
- Гиант Магеллан телескоп
- Тхе Овервхелмингли Ларге Телесцопе
- Телескоп 30 метара
- Европски екстремно велики телескоп
- Телескоп велике синоптичке анкете
- Свемирски телескоп Јамес Вебб
- Телескоп о широком пољу инфрацрвеног прегледа
Лако је заборавити утицај који је Хуббле свемирски телескоп имао на наше стање знања о универзуму. Заправо, то би могло бити најбоље мерило његовог успеха: Хуббле узимамо и све што смо од њега научили, здраво за готово. Али развијају се и други свемирски телескопи, укључујући ВФИРСТ који ће бити много моћнији од Хуббле-а. Колико ће ови телескопи проширити наше разумевање Универзума?
"ВФИРСТ има потенцијал да нам отвори очи за чуда свемира, на исти начин на који Хуббле има." - Јохн Грунсфелд, НАСА Дирекција за научну мисију
ВФИРСТ би могао бити прави насљедник Хубблеа, иако се Јамес Вебб свемирски телескоп (ЈВСТ) често оглашава као такав. Али можда је нетачно чак и назвати ВФИРСТ телескопом; тачније је то назвати астрофизичка опсерваторија. То је зато што је један од његових примарних научних циљева проучавање Мрачне енергије, оне прилично тајанствене силе која покреће ширење Универзума, и Мрачне материје, тешко откривене материје која успорава то ширење.
ВФИРСТ ће имати огледало величине 2,4 метра, исте величине као и Хуббле. Али, имаће камеру која ће проширити снагу тог огледала. Виде Фиелд Инструмент је мулти-опсежна камера са 288 мегапиксела у близини инфрацрвене везе. Једном када буде у функцији, снимит ће слике које су сваколико оштре као оне са Хубблеа. Али постоји једна огромна разлика: Инструмент широког поља снима слике које покривају преко 100 пута више неба као што то чини Хуббле.
Поред инструмента широког поља, ВФИРСТ ће имати и коронаграфски инструмент. Коронаграфски инструмент ће унапредити проучавање егзопланета. Користиће систем филтера и маски за блокирање светлости из других звезда и испуштање планета у орбити око тих звезда. То ће омогућити врло детаљно проучавање атмосфере егзопланета, један од главних начина утврђивања својства становања.
ВФИРСТ ће бити представљен 2025. године, иако је прерано да се тачно утврди датум. Али када се покрене, план је да ВФИРСТ крене ка Сунчевој-Земљи ЛаГранге Тачка 2 (Л2.) Л2 је гравитационо избалансирана тачка у простору у којој ВФИРСТ може свој посао обављати без прекида. Мисија би требало да траје око 6 година.
"ВФИРСТ има потенцијал да нам отвори очи за чуда свемира, на исти начин на који Хуббле има", рекао је Јохн Грунсфелд, астронаут и сарадник администратора НАСА-ине Дирекције за научну мисију у седишту у Вашингтону. „Ова мисија јединствено комбинује способност откривања и карактеризације планета изван нашег сопственог Сунчевог система са осетљивошћу и оптиком да гледамо широко и дубоко у свемир у потрази за откривањем мистерија тамне енергије и тамне материје.“
Укратко, постоје два предлога о томе шта Дарк Енерги може бити. Први је космолошка константа, где је Тамна енергија једнолика у читавом космосу. Друго је оно што је познато као скаларна поља, при чему густина Тамне енергије може варирати у времену и простору.
Од 1990-их, запажања су нам показала да се ширење Универзума убрзава. То убрзање започело је пре око 5 милијарди година. Мислимо да је за то убрзано ширење заслужна Тамна енергија. Омогућујући тако велике, детаљне слике космоса, ВФИРСТ ће астрономима омогућити да се мапирају током времена и на великим површинама. ВФИРСТ ће такође прецизно измерити облике, положаје и удаљености од милион галаксија ради праћења расподјеле и раста космичких структура, укључујући галаксијске кластере и Тамну материју која их прати. Нада је да ће нам ово дати следећи ниво разумевања када је реч о Мрачној енергији.
Ако све то звучи превише компликовано, погледајте на овај начин: Знамо да се Универзум шири и знамо да се ширење убрзава. Желимо знати зашто се шири и како. Име „Тамна енергија“ дали смо сили која покреће ту експанзију, а сада желимо да сазнамо више о томе.
Тамна енергија и ширење Универзума је огромна мистерија и питање које покреће космолози. (Они стварно желе знати како ће се Универзум завршити!) Али за многе од нас друго питање је још убедљивије: Да ли смо сами у Универзуму?
На тај одговор неће бити брзог одговора, али сваки одговор који нађемо почиње проучавањем егзопланета и то је нешто у чему ће се ВФИРСТ такође истицати.
"ВФИРСТ је осмишљен тако да се бави научним областима које је астрономска заједница препознала као главне приоритете", рекао је Паул Хертз, директор НАСА-иног одељења за астрофизику у Васхингтону. „Инструмент широког поља ће телескопу омогућити да сними једну слику с дубином и квалитетом Хубблеа, али покривајући површину од 100 пута више. Коронаграф ће пружити револуционарну науку, снимајући слабе, али директне слике удаљених гасовитих света и супер-Земаља. “
"Коронаграф ће пружити револуционарну науку, снимајући слабе, али директне слике удаљених гасовитих света и супер-Земаља." - Паул Хертз, НАСА-ино одељење за астрофизику
Потешкоћа у проучавању егзопланета је у томе што су све оне у орбити. Звезде су толико сјајне да онемогућавају било какве детаље да се виде њихове планете. То је попут зурити у свјетионик миљама далеко и покушавати проучити инсекта у близини свјетионика.
Коронаграфски инструмент на броду ВФИРСТ биће изванредан у блокирању светлости удаљених звезда. То чини систем огледала и маски. То је оно што омогућава проучавање егзопланета. Тек када се са светлошћу поседује звезда, могу се сагледати својства егзопланета.
Ово ће омогућити детаљна мерења хемијског састава атмосфере егзопланете. Радећи то на хиљадама планета, можемо да почнемо да разумемо формирање планета око различитих врста звезда. Постоје, међутим, ограничења за Коронаграфски инструмент.
Коронаграфски инструмент био је врста касног додатка ВФИРСТ-у. Неки други инструменти на ВФИРСТ-у нису оптимизовани за рад с њим, тако да постоје одређена ограничења за његов рад. Једино ће моћи да проучава гасне дивове и такозване Супер-Земље. Ове веће планете не захтевају толико финоће за проучавање, једноставно због своје величине. Светови слични Земљи вероватно ће бити изван снаге Коронаграфског инструмента.
Ова ограничења дугорочно нису велика ствар. Коронаграф је заправо више демонстрација технологије и не представља крајњу игру за истраживање егзопланета. Што год се сазнало од овог инструмента помоћи ће нам у будућности. Биће потенцијални наследник ВФИРСТ-а неки дан, можда деценијама од данас, а до тада ће технологија Цоронаграпх знатно напредовати. У то време можда су могући директни снимци егзопланета налик Земљи.
Али можда нећемо морати тако дуго да чекамо
Постоји план да се повећа ефикасност коронаграфа на ВФИРСТ-у који би му омогућио да слика планете сличне Земљи. Зове се ЕКСО-С Старсхаде.
ЕКСО-С Старсхаде је систем засјењења промјера 34м који ће спријечити да звјездано свјетло наруши функцију ВФИРСТ-а. Заправо би то била засебна летелица, покренута одвојено и послата на пут до окупљања са ВФИРСТ-ом на Л2. Не би био везан, већ би се оријентисао ВФИРСТ системом камера и вођица. У ствари, део снаге Звездине ограде је у томе што би она била удаљена око 40 000 до 50 000 км од ВФИРСТ-а.
Тамна енергија и егзопланети су приоритети ВФИРСТ-а, али увек постоје и друга открића која очекују боље телескопе. Није могуће предвидети све што ћемо научити од ВФИРСТ. Са сликама детаљним као Хуббле, али 100 пута веће, спремна смо за нека изненађења.
„Ова мисија ће истражити свемир да би пронашла најзанимљивије предмете.“ - Неил Гехрелс, научник ВФИРСТ пројекта
„Поред својих узбудљивих могућности за тамну енергију и егзопланете, ВФИРСТ ће обезбедити ризницу изврсних података за све астрономе“, рекао је Неил Гехрелс, научник ВФИРСТ из НАСА-иног центра за свемирске летове Годдард у Греенбелту у Мериленду. „Ова мисија ће истражити свемир да би пронашла најзанимљивије предмете.“
Са свим Супер телескопима који ће се појавити на реду у наредних неколико година, можемо очекивати невероватна открића. За 10 до 20 година, наше знање ће знатно напредовати. Шта ћемо научити о Дарк Маттер и Дарк Енерги? Шта ћемо знати о популацији егзопланета?
У овом тренутку чини се да само тежимо бољем разумевању тих ствари, али са ВФИРСТ-ом и другим Супер телескопима спремни смо за више сврховитог проучавања.
