Поиск планет, похожих на Землю, требует сверхточных инструментов. Главная цель — найти миры с жидкой водой, следы которой лучше всего заметны в среднем инфракрасном диапазоне, около длины волны 10 микрон. Чтобы различить планету и её звезду на расстоянии примерно 30 световых лет, необходимо зеркало размером около 20 метров.
Крупнейший действующий космический телескоп — Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (James Webb Space Telescope, JWST) — имеет зеркало диаметром 6,5 метра. Несмотря на технологическое величие, этого недостаточно, чтобы отделить планету от её светила.
Переход к наблюдениям в видимом свете тоже не решает задачу: звезда оказывается ярче планеты более чем в 10 миллиардов раз. Другие концепции, такие как многоспутниковые системы или использование специальных «звёздных шторок», требуют колоссальных ресурсов, ювелирной точности или дополнительных запусков.
Прямоугольное зеркало
Профессор Хайди Ньюберг из Политехнического института Ренсселаера и её коллеги предложили более простое решение. Вместо круглого зеркала использовать прямоугольное — примерно 1 на 20 метров. Его длинная сторона обеспечивает ту самую критическую «20-метровую» разрешающую способность в одном направлении.
Поворот телескопа относительно звезды позволит просканировать разные углы, не упуская возможные планеты. Такой подход снимает необходимость в сверхсложных конструкциях огромных круглых зеркал и избавляет от затратного применения «звёздных шторок». При этом технология опирается на уже существующие инженерные возможности.
Моделирование показало, что концепция может быть реализована на космическом аппарате, работающем в среднем инфракрасном диапазоне.
Зачем это нужно
Расчёты авторов идеи показывают, что прямоугольный телескоп способен за три года наблюдений обнаружить примерно половину всех Земле-подобных планет у звёзд, расположенных в пределах 30 световых лет. Если у каждой звезды действительно есть хотя бы одна такая планета, речь может идти примерно о 30 потенциальных «вторых Землях» в окрестностях Солнечной системы.
На этом поиски не закончатся. Следующие шаги включают изучение атмосфер найденных планет и поиск биомаркеров, например кислорода, который может указывать на существование жизни. В дальнейшем перспективные цели можно будет исследовать с помощью автоматических миссий, а однажды — даже увидеть поверхность этих миров.
Идея отказаться от круглого зеркала в пользу вытянутого прямоугольника может стать наиболее доступным и прямым способом приблизиться к ответу на главный вопрос астрономии: одиноки ли мы во Вселенной?
