Astronomi su dosad otkrili tisuće egzoplaneta, ali još nisu pronašli stjenoviti svijet Zemljine mase koji pouzdano kruži u nastanjivoj zoni zvijezde slične Suncu. Poseban problem predstavljaju sustavi s dvije zvijezde, u kojima gravitacija pratitelja mijenja putanje planeta i otežava mjerenja.
U novom znanstvenom radu predstavljen je koncept svemirske misije SHERA (Searching for Habitable Exoplanets with Relative Astrometry). Teleskop bi pokušao izmjeriti sitno njihanje zvijezde koje uzrokuje planet, uspoređujući položaj dviju zvijezda u istom sustavu. Koncept je zasad samo prijedlog, a NASA ga nije odobrila.
Zašto su dvostruke zvijezde težak cilj
Tranzitne misije poput Keplera i TESS-a otkrivaju planete kada oni prijeđu ispred svoje zvijezde i privremeno joj smanje sjaj. Metoda je uspješna, ali zahtijeva da se ravnina orbite slučajno poravna s našim pogledom. Mjerenja radijalne brzine prate kako planet gravitacijom povlači zvijezdu naprijed-natrag, no planet Zemljine mase oko zvijezde nalik Suncu mijenja njezinu brzinu tek za nekoliko centimetara u sekundi.
Astrometrija mjeri položaj zvijezde na nebu. Za planet Zemljine mase udaljen oko 33 svjetlosne godine pomak bi bio približno 0,3 mikrolučne sekunde. To je mnogo manje od preciznosti koju danas postiže Gaia, čija je pogreška reda veličine stotinu mikrolučnih sekundi.
Dvije zvijezde kao vlastito mjerilo
SHERA bi koristio činjenicu da zvijezde u binarnom sustavu zajedno putuju kroz svemir. Umjesto usporedbe jedne zvijezde s udaljenim pozadinskim zvijezdama, instrument bi neprestano mjerio razmak između bliskog para. Time bi se poništile neke optičke distorzije i smanjio utjecaj pozadinskog šuma.
Koncept predviđa teleskop sa zrcalom promjera 22 centimetra i posebnim difrakcijskim otvorom. Na zrcalo bi se postupkom sličnim izradi računalnih čipova ugravirao složen uzorak koji bi služio kao optičko mjerilo. Uz položaj zvijezde pratila bi se i njezina aktivnost kako pjege i promjene spektra ne bi oponašale signal planeta.
Autori su izdvojili sedam obližnjih binarnih sustava, ukupno 14 zvijezda unutar 17 parseka od Sunca. Prema njihovim proračunima, u toj bi se skupini pod uobičajenim pretpostavkama mogla pronaći otprilike četiri mala planeta u nastanjivoj zoni. Čak bi i manji broj bio informativan: manje od dva detektirana planeta upućivalo bi na to da su takvi svjetovi u binarnim sustavima rjeđi nego oko samotnih zvijezda.
Priprema za veći teleskop
Jedna od glavnih vrijednosti SHERA-e bila bi priprema ciljeva za budući Habitable Worlds Observatory. Trinaest od 14 odabranih zvijezda nalazi se na popisu prioritetnih meta tog velikog opservatorija, koji bi izravno tražio i proučavao obližnje Zemljine svjetove.
Precizna astrometrija unaprijed bi pokazala gdje tražiti planet i koliko dugo promatrati pojedini sustav. Prema procjeni autora, time bi se vrijeme potrebno za opažanja velikim teleskopom moglo skratiti i do 40 posto. Potraga za egzoplanetima već se oslanja na kombiniranje različitih metoda, a SHERA bi toj strategiji dodao mjerenje položaja.
Za sada nema odluke o gradnji ili lansiranju. NASA koncept nije uvrstila u službeni program, a rad još prolazi znanstvenu raspravu. Vrijednost prijedloga trenutačno je u tome što pokazuje kako bi se jedan od najtežih problema u potrazi za nastanjivim planetima mogao pretvoriti u mjerljiv zadatak.
