Astronomi su razvili novi način analize svjetlosti koji bi mogao otvoriti put prema izravnom snimanju egzoplaneta sličnih Zemlji. Metoda, nazvana “Kernel Phase Interferometry“, primjenjuje principe poznate iz radioastronomije na optička opažanja i mogla bi omogućiti da već postojeće snimke teleskopa poput Jamesa Webba otkriju detalje koji su dosad bili skriveni.
Od mreže antena do virtualnog teleskopa
Radioastronomija se već desetljećima oslanja na ingeniozno rješenje koje omogućuje snimanje iznimno oštrih slika bez gradnje golemih teleskopa. Zbog vrlo dugih valnih duljina radijskog zračenja, jedna bi antena morala imati promjer od nekoliko desetaka kilometara da bi postigla razlučivost usporedivu s onom svemirskog teleskopa Hubble. Umjesto toga, radioastronomi povezuju više antena raspoređenih na velikim udaljenostima. Svaka od njih bilježi signal i precizno vrijeme njegova dolaska, a kombiniranjem tih podataka tehnikom poznatom kao interferometrija stvara se “virtualna” antena veličine cijelog niza.
Vidljiva svjetlost ima znatno kraće valne duljine, gotovo na razini atoma, pa optički teleskopi nikada nisu morali posezati za tehnikama poput interferometrije. Zrcalo promjera svega nekoliko metara, poput onog na teleskopu Hubble (2,4 m), dovoljno je za postizanje visoke razlučivosti. Ipak, suvremeni teleskopi, bilo na Zemlji ili u svemiru, sve se češće oslanjaju na segmentirane konstrukcije, nizove šesterokutnih zrcala koji zajedno čine jednu veliku optičku površinu.
Svemirsi teleskop James Webb, primjerice, sastoji se od 18 takvih segmenata raspoređenih u preciznu šesterokutnu strukturu. Unatoč tome, sva zrcala i dalje usmjeravaju svjetlost na isti detektor, zbog čega se interferometrija u optičkom području do sada smatrala nepotrebnom.
Nova dimenzija starih podataka
Istraživači sada predlažu da se interferometrijski princip ipak primijeni, ali na drugačiji način. Kernel Phase Interferometry (KPI) ne kombinira podatke iz više teleskopa, nego iz jedne slike stvara “virtualni niz” putem Fourierove transformacije. To znači da se iz jedne visoko precizne optičke slike može sintetizirati skup signala koji se zatim uspoređuju i kombiniraju kao da dolaze iz više izvora.
U većini slučajeva to neće povećati razlučivost same slike, jer bi rezultati mogli sadržavati slične artefakte kao i klasična radiointerferometrija. No KPI ima jednu ključnu prednost: izuzetno dobro razdvaja bliske izvore svjetlosti. U znanstvenom radu se pokazuje da se ta tehnika osobito dobro primjenjuje na sustave s dvjema zvijezdama koje su vrlo blizu ili na zvijezde s planetima sličnima Zemlji koji kruže u neposrednoj blizini matične zvijezde.
Najzanimljivije u svemu je što KPI ne zahtijeva nova opažanja. Postojeće slike, primjerice one koje je snimio James Webb, mogu se ponovno analizirati ovom metodom kako bi se iz njih “izvukle” dodatne informacije, možda čak i izravne slike egzoplaneta koji su dosad ostajali nevidljivi.
Drugim riječima, već snimljene slike mogu otkriti posve nove detalje, ako ih se promatra kroz drugačiji matematički pristup svjetlosti.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
