Прямоугольная оптика на космическом телескопе позволит найти все похожие на Землю близкие экзопланеты
В астрономии размер имеет большое значение: от диаметра главного зеркала телескопа напрямую зависит его разрешающая способность. Если на Земле габариты научных инструментов ограничены скорее бюджетами их строителей, то для космических телескопов мы достигли технологического предела. Что-то сложнее и крупнее «Джеймса Уэбба» построить фактически невозможно, по крайней мере, в ближайшие десятилетия. А для получения прямых изображений землеподобных экзопланет нужно зеркало в 10 раз крупнее. Но американские инженеры и астрономы нашли любопытное геометрическое решение этой проблемы.
Идея заключается в том, чтобы поместить на космическом телескопе не целое зеркало диаметром 20 с лишним метров, а лишь его средний сегмент от края до края. Получается полоса, длина которой равна нужному для требуемой разрешающей способности диаметру главного зеркала, а ширина — во много раз меньше.
Да, у такой оптической системы будет немало ограничений, она будет дольше собирать свет для формирования изображения каждого объекта исследований. Однако это реалистичная конструкция, которую можно вывести в космос и развернуть там, используя современные технологии. Она способна стать основой для следующей «великой обсерватории NASA» — Habitable Worlds Observatory (HWO, «Обсерватория обитаемых миров»), миссии по обнаружению планет, на которых прямо сейчас возможна жизнь.
Физики и астрономы из Политехнического института Ренсселера (США) в сотрудничестве с NASA изучили и проверили эту концепцию в симуляции со всех сторон. В качестве первичного ограничения они выбрали дистанцию в 10 парсек (примерно 32 световых года) — максимальное расстояние, на которое может отправиться исследовательская миссия и прислать результаты наблюдений обратно в обозримые исторические сроки. Чтобы выбрать цели такой миссии, нужно дистанционно проверить все землеподобные экзопланеты в зонах обитаемости солнцеподобных звезд, находящихся на таком удалении от Земли. Для этого необходим инструмент, способный различить их в инфракрасном диапазоне, на длине волны в 10 микрометров.
Почему землеподобных? Единственное место во Вселенной, где гарантированно есть жизнь, — Земля. Так что похожие на нее небесные тела в приоритете во время поиска жизнепригодных экзопланет. Аналогичная логика применима при выборе звезд, около которых в первую очередь стоит искать жизнь, — желтые карлики обладают неизменными характеристиками достаточно долго, чтобы гарантировать стабильные условия на планетах в своих системах. Ну а длина волны выбрана сразу по нескольким причинам:
- именно в этом участке ИК-диапазона землеподобные планеты излучают больше всего;
- их яркость на 10 микрометрах всего на шесть порядков меньше, чем звезды (в видимом — на 10);
- вдобавок в этом диапазоне можно получить данные о наличии воды и озона в атмосфере экзопланеты.
То есть необходим космический телескоп с зеркалом диаметром 20-21 метра. Напомним, у «Джеймса Уэбба» главное зеркало имеет диаметр всего 6,5 метра и состоит из 18 шестигранных сегментов, расположенных на трех створках, которые при запуске были сложены. Увеличить его в 10 раз невозможно. Но если использовать только полосу, задача становится решаемой. Правда, телескоп с прямоугольным главным зеркалом сможет различить объекты, только если они расположены на линии, параллельной длинной стороне этого зеркала. Для получения полноценного набора данных обо всех окружающих нас звездных системах придется провести съемку под разными углами (минимум дважды).
Жизнеспособность «прямоугольного» космического телескопа его авторы проверили, смоделировав Вселенную в радиусе 40 световых лет от Земли. За год наблюдений он нашел 11 потенциально обитаемых экзопланет, а за 3,5 года — 27, что уже больше целевого показателя HWO. При этом технологически обсерватория с прямоугольным главным зеркалом сравнима с «Джеймсом Уэббом», а при запуске может уместиться под обтекатель Falcon Heavy или Falcon 9.
Telegram 
Дзен 
VK Процессы, сопровождающие жизнь черных дыр, интересуют не только теоретиков. Ученые уже знают, что энергия и частицы могут покидать черные дыры и теперь работают над способами эту энергию использовать.
Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
В отличие от микрочастиц, наночастицы не только эффективно проходят барьеры дыхательной системы, но и идут дальше — в мозг человека. До сих пор масштаб смертности от них был неясен. Теперь исследователи выяснили, что она доходит до миллионов человек каждый год.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии