Znanstvenici predlažu novi oblik svemirskog teleskopa koji bi mogao otkriti planete slične Zemlji na udaljenosti do 30 svjetlosnih godina. Umjesto golemih kružnih zrcala, ključ bi mogao biti u izduženom, pravokutnom dizajnu.
Zemlja je jedini poznati svijet na kojem postoji život. Sve što živi na našem planetu ovisi o vodi u tekućem obliku jer upravo ona omogućava složene kemijske reakcije. Iako su jednostanični organizmi prisutni gotovo koliko i sam planet, trebalo je gotovo tri milijarde godina da se razvije višestanični život. U usporedbi s poviješću Zemlje, čovjek se pojavio tek nedavno.
Ovi podaci sugeriraju da bi jednostavniji oblici života mogli biti uobičajeni na planetima s vodom, dok je složeniji život, sposoban proučavati svemir i putovati kroz njega, vjerojatno rijedak. Ako želimo pronaći izvanzemaljski život, možda ćemo jednog dana morati otputovati do njega.
Međutim, prostranstva svemira i činjenica da ništa ne može putovati ili komunicirati brže od svjetlosti postavljaju jasne granice. Čak i s najnaprednijim sondama, čovječanstvo bi moglo dosegnuti tek zvijezde u našem neposrednom susjedstvu. Osim toga, samo zvijezde slične Suncu, dovoljno dugog životnog vijeka i stabilne atmosfere, nude uvjete da se višestanični život uopće stigne razviti.
Stoga je fokus istraživanja usmjeren na šezdesetak suncolikih zvijezda unutar radijusa od otprilike 30 svjetlosnih godina. Idealni kandidati među njihovim planetima bili bi oni slične veličine i temperature kao Zemlja, gdje bi moglo postojati čvrsto tlo i tekuća voda.
Zašto je teško uočiti planet nalik Zemlji
Odvojeno promatrati egzoplanet sličan Zemlji od sjaja zvijezde oko koje kruži golemi je izazov. Zvijezda je milijun puta sjajnija od planeta, pa se u zamućenoj slici planet potpuno izgubi.
Prema zakonima optike, razlučivost teleskopa ovisi o veličini zrcala i valnoj duljini svjetlosti. Planeti s tekućom vodom emitiraju najviše zračenja pri infracrvenim valnim duljinama oko 10 mikrometara (otprilike debljina tanke ljudske vlasi i dvadeset puta dulja od vidljive svjetlosti). Na toj valnoj duljini teleskop mora prikupljati svjetlost na površini dugoj barem 20 metara da bi mogao razdvojiti Zemlju od Sunca na udaljenosti od 30 svjetlosnih godina.
Zemljina atmosfera dodatno otežava promatranja jer zamućuje sliku, zbog čega teleskop mora biti smješten u svemiru. Ipak, Svemirski teleskop James Webb (JWST) ima zrcalo promjera tek 6,5 metara, a i njegovo lansiranje bilo je krajnje složen pothvat. Ideja o teleskopu širine 20 metara zasad se čini izvan dosega današnje tehnologije.
Znanstvenici su stoga istražili i druge mogućnosti. Jedna od mogućnosti je mreža manjih teleskopa koji bi zajedno djelovali kao jedno veliko zrcalo. No za to bi bilo potrebno održavati međusobni razmak uz preciznost kalibriranu na razinu veličine tipične molekule, što je trenutačno neizvedivo.
Jedno od zanimljivijih rješenja je tzv. “starshade”, golemo sjenilo u obliku svemirske letjelice koje bi zaklanjalo svjetlost zvijezde, a propuštalo onu s planeta. No takav koncept traži dvije odvojene misije, teleskop i sjenilo, a za svaku novu zvijezdu zasjenilo bi se moralo pomaknuti tisućama kilometara, što bi trošilo ogromne količine goriva.
Pravokutno rješenje
U radu objavljenom u časopisu Frontiers in Astronomy and Space Sciences skupina astrofizičara predstavila je neobično, ali izvedivo rješenje: svemirski teleskop s pravokutnim zrcalom dimenzija 1 × 20 metara. Iako bi po veličini bio usporediv sa Svemirskim teleskopom James Webb (JWST), takav instrument u infracrvenom području od 10 mikrometara imao bi razlučivost dovoljnu da odvoji sjaj zvijezde od njezina planeta, barem u smjeru u kojem je zrcalo najduže.
Teleskop bi se pritom mogao rotirati tako da se njegova duga os povremeno poravna s linijom između zvijezde i planeta. Na taj bi se način omogućilo otkrivanje planeta bez potrebe za golemim kružnim zrcalima ili flotama savršeno sinkroniziranih satelita.
Prema procjenama autora, ovakav dizajn mogao bi u manje od tri godine otkriti približno polovicu svih Zemlji sličnih planeta u orbiti oko suncolikih zvijezda unutar 30 svjetlosnih godina. Za razliku od mnogih drugih prijedloga, ovaj koncept ne traži tehnološke skokove izvan dosega današnje znanosti, već ponajprije pametna inženjerska rješenja i optimizaciju postojećih tehnologija.
Ako prosječna suncolika zvijezda doista skriva jedan planet nalik Zemlji, ovaj teleskop mogao bi otkriti njih tridesetak. Sljedeći bi korak bio detaljno proučavanje njihovih atmosfera u potrazi za tragovima života, poput kisika koji na Zemlji nastaje fotosintezom. Najperspektivniji planeti u budućnosti bi mogli postati mete robotskih sondi koje bi poslale prve snimke s njihove površine.
Pravokutni teleskop mogao bi se pokazati najkraćim putem do otkrića našeg planetarnog blizanca. Umjesto megastruktura i složenih formacija letjelica, možda je dovoljno tek jedno izduženo zrcalo da nam otkrije svijet s oceanima, atmosferom, i, možda, životom.
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.
