Две најатрактивније и најактуалније теме у свемиру и астрономији ових дана су 1.) егзопланете - планете које окружују друге звезде - и 2.) тамна материја - оне непознате ствари које наизглед чине значајан део нашег универзума. Тренутно је у развоју свемирска летелица која би могла да нам помогне да одговоримо на наша питања да ли заиста постоје друге планете налик Земљи, као и да пружи трагове природи тамне материје. Свемирска летелица се зове СИМ - Спаце Интерферометри Миссион. „Тражићемо другу Земљу око других звезда,“ рекао је Степхен Едберг, системски научник за мисију, „и правећи прецизна масовна мерења галаксија, такође бисмо могли да измеримо тамну материју.“
Послушајте Подцаст "365 дана астрономије" од 20. јануара 2009. и мој интервју са Стевеом Едбергом, и / или прочитајте више о мисији СИМ Лите у наставку!
Концепт ове мисије постоји већ неко време, а концепт се током времена мењао, при чему је телескоп пролазио кроз различите инкарнације. Тренутно се мисија зове СИМ Лите, будући да је и сама свемирска летјелица постала мања, али су огледала за интерферометар постала већа.
Док се интерферометрија на радио таласним дужинама ради већ више од 50 година, оптичка интерферометрија је сазрела тек недавно. Оптичка интерферометрија комбинује светлост више телескопа да би деловали као један, много већи телескоп. СИМ Лите ће имати два сензорна интерферометра са видљивом таласном дужином - као и друге напредне детекторе, који ће заједно радити на стварању изузетно осетљивог телескопа, који орбитира изван Земљине атмосфере.
"Ово су инструменти који могу мерити положаје на небу до готово невероватне тачности", рекао је Едберг. „Замислите Бузза Алдрина како стоји на месецу. Претвара се да држи никл између палца и кажипрста. СИМ може измерити дебљину тог никла као што га види неко ко стоји на површини Земље. То је један микро лук други, врло мали део неба. " Погледајте видеозапис који ово приказује - (потребан Куицктиме)
Ако будете могли да направите таква мерења помоћу СИМ-а, биће могуће закључити присуство планета у року од око 30 светлосних година од Земље, а те планете могу бити једнаке мале и мале масе као и Земља. До сада, тим СИМ-а предвиђа да проучи између 65 и 100 звезда током петогодишње мисије, тражећи Земљине аналоге, планете приближно исте масе као и Земља која орбитира око њихових звезда у насељеној зони, где би могла да постоји течна вода.
Тако би, на пример, СИМ Лите могао да детектује животну планету око звезде 40 Ериданија А, 16 светлосних година, познате фановима телевизијског серијала „Звездне стазе“ као локацију матичне планете господина Споцка, Вулкана . Погледајте филм који приказује ову могућу детекцију - (потребан је КуицкТиме).
СИМ неће детектовати планету директно, већ детекцијом покрета које узрокује у матичној звезди. "То је тежак задатак, нема питања", рекао је Едберг, "али он постаје компликован, на основу онога што видимо са сопственим соларним системом и онога што смо видели у другим планетарним системима. Знамо да постоје други системи који имају више планета. Више планета може збунити мерења. "
Али СИМ би требао бити у стању да детектује планете различитих димензија који круже око других звијезда. СИМ Лите је недавно прошао двоструко слепо истраживање спроведено од стране четири одвојена тима који су потврдили да ће СИМ технологија омогућити откривање планета Земљине масе међу системима са више планета, тако што ће имати могућност да измери масу планета различите величине, до онолико ниских Земља-маса.
"Уз неколико изузетака, све планете о којима знамо су детектиране методом која се зове радијална брзина", рекао је Едберг, "где посматрамо периодично кретање звезде која нам долази и одмиче се од нас редовно. Али када направите таква мерења, када немате друге информације, не знате оријентацију орбите планета у односу на звезду, нити масу звезде или планете. "
Са најтоплијим звездама, радијална брзина се не може користити за тражење планета. Али СИМ Лите ће моћи да гледа звезде јасне по дијаграму, од најхладнијих до најтоплијих звезда.
"До сада нисмо нашли ниједну другу планету величине Земље," рекао је Едберг. (Погледајте наш чланак од 19.1.2009. О планети која би евентуално могла бити 1,4 пута већа од Земље.) „Дакле, проналазак земељских аналога око звезда попут сунца заиста је велики циљ.“
"То је велики знак питања на другим планетима о којима знамо сада - верујем да знамо само око 10% масе екстрасоларних планета", рекао је Едберг.
Други програм за претраживање планета, зван „широко истраживање“, истражит ће отприлике 2000 звијезда у нашој галаксији како би се утврдило планете распрострањености величине Нептуна и веће.
СИМ ће се такође користити за мерење величина звезда, као и растојања звезда, и биће у могућности да то учини неколико стотина пута тачније него што је раније могуће. СИМ Лите ће такође мерити кретање оближњих галаксија, у већини случајева, први пут. Ова мерења ће помоћи да се обезбеде прва мерења укупних маса појединих галаксија. Све ово ће научницима омогућити да процене расподелу тамне материје у нашој сопственој галаксији и универзуму.
"Тамна материја је позната по својим гравитационим утицајима", рекао је Едберг. „Не чини се да комуницира са нормалном материјом онако како је ми знамо. Да бисмо добили више трагова о томе, желимо да знамо где је. "
СИМ се мери на две различите скале. Једна је унутар Галаксије Млечног Пута, врши мерења звезда и кугластих кластера и врши мерења звезда исечених из мањих галаксија које круже око Млечног пута.
„Можемо направити масовни модел наше галаксије и сазнати где је та маса, укључујући и оно што мора бити пуно тамне материје“, рекао је Едберг. „Када извршимо мерења како се наша галаксија ротира, установите да се она окреће као чврста супстанца. Уместо да буде Кеплеријан, где мислите да ће Меркур око Сунца брже ићи од Плутона, скроз у целини галаксије што ближе центру, изван сунчеве даљине, Млечни пут се окреће као да је чврст тело. То није чврсто тело, али то значи да мора имати густину која је константна све време и значи да има далеко више материје него што је можемо видети. "
„Још једна ствар коју желимо да знамо је концентрација тамне материје у грозду галаксија“, наставио је Едберг. „Млечни пут је део Локалне групе галаксија, а СИМ има могућност мерења звезда унутар појединих галаксија, које заузврат могу да се моделирају тако да нам кажу где је тамна материја унутар Локалне групе. Ово је врхунска ивица. Ово је једна од великих мистерија тренутно у астрофизици и космологији. "
Додатне соларне планете и тамна енергија могу се чинити као две потпуно различите ствари које једна свемирска летелица тражи, али Едберг је рекао да је то пример како је све повезано.
„Да бисмо добили масе планета, морамо да знамо масе матичних звезда“, рекао је. „СИМ ће извршити мерења звезда, посебно бинарних звезда, и одредити масе звезда за најразличитије врсте звезда и бити у стању да процени величине планета које изазивају рефлексно кретање. Да бисмо извршили мерења и зато што ће се звезде са планетама расипати по небу, потребно је да имамо мрежу звезда које су фиксне тачке да нам дају ширину и дужину, да тако кажем. Ако тачно знате где су Сент Луј и Лос Анђелес, онда је много лакше троугласти где су ствари између њих. То морамо да радимо по целом небу и да то повежемо са звездама, а СИМ то може да уради. Ово су основна питања на која не знамо одговоре, али СИМ ће нам помоћи да пронађемо одговоре. “
Дакле, СИМ Лите ће претраживати из нашег окружења до ивице свемира.
Какав је статус ове будуће свемирске летелице?
"Тренутно смо на чекању", рекао је Едберг. „Недавно смо прошли двоструко слепи тест да бисмо показали да СИМ може да нађе планете сличне Земљи у системима који имају више планета. На СИМ-у је такође подвргнут десетогодишњи преглед како би се утврдило да астрономска научна заједница мора имати мисију попут СИМ-а да енормно ојача темеље. “
Технички се раде на припреми за изградњу стварних инструмената, али због буџетских разлога, НАСА није одредила датум покретања. "Мислимо да бисмо могли бити спремни за покретање до 2015. године када добијемо напредак од НАСА-е," рекао је Едберг, "а напредак зависи од декадалног прегледа, а извештаји би требало да буду изашли за око годину дана."
СИМ Лите би пружио потпуно нове могућности мерења у астрономији. Њени налази ће вероватно стајати сами од себе, истовремено надопуњујући могућности наше тренутне, као и друге планиране будуће свемирске опсерваторије.
За више информација о СИМ-у погледајте веб локацију мисије.
