Para resolver exoplanetas nas proximidades, um novo design de telescópio que é retangular e não circular pode ser necessário, de acordo com um novo estudo que explora como pode ser o próximo grande telescópio espacial.
“Mostramos que é possível encontrar planetas próximos e parecidos com a terra orbitando estrelas do sol com um telescópio que é do mesmo tamanho que o Telescópio espacial James Webb((JWST), operando aproximadamente o mesmo comprimento de onda infravermelho que o JWST, com um espelho que é um retângulo de um por 20 a 20 metros (65,6 por 3,3 pés) em vez de um círculo de 6,5 metros (21,3 pés) em diâmetro, “Heidi Newberg, professor de astrofísicos em Rensselador, PolyTechnnic no York no Newberg, que é professor de Astrofísica em Rensselador. editorial sobre o conceito.
Top da astronomia e astrofísica das academias nacionais Pesquisa Decadal é um novo telescópio espacial capaz de imagens Terra-Size planetas no zona habitável de sol-como estrelas. Embora nenhum design tenha sido resolvido ainda, um espelho redondo com uma abertura mínima de 26 pés (oito metros) foi discutida. São 1,5 metros maiores que o maior observatório de órbita atual, o JWST.
No entanto, Newberg acredita que há outra maneira.
Se o objetivo é imaginar um planeta com uma atmosfera carregada de vapor de água, o telescópio precisaria ser otimizado para detectar luz com um comprimento de onda de 10 mícrons (10 milionésimos de metro, equivalente à espessura de um cabelo humano), que é o comprimento de onda do infravermelho no qual as emitas de vapor de água.
O instrumento de infravermelho médio do JWST (miri) pode observar nesse comprimento de onda e, de fato, detectou vapor de água na atmosfera de Exoplanetas quentes e enormes. Observar no infravermelho também fornece um impulso de contraste: um planeta seria um bilhão de vezes mais fraco do que sua estrela em luz visível, mas, na melhor das hipóteses, seria “apenas” um milhão de vezes mais fraco em 10 mícrons-ainda extremamente fracos, mas viavelmente intermediários de um telescópio espacial de próxima geração.
No entanto, o espelho segmentado de 21,3 pés (6,5 metros) é pequeno demais para resolver um planeta rico em água em tamanho de terra na zona habitável de uma estrela semelhante ao sol. A resolução angular de um telescópio é determinada pelo comprimento de onda observado dividido pelo diâmetro do telescópio e multiplicado por 1,22 (chamado isso de critério de Rayleigh). Para resolver um planeta de tamanho terrestre a 10 mícrons a uma distância de cerca de 30 anos-luz exigiria uma abertura de telescópio que se aproximava de 20 metros (65,6 pés). Mas esse telescópio seria proibitivamente caro e um pesadelo de engenharia, pois precisaria ser dobrado várias vezes para se encaixar dentro do farol de qualquer foguete que pudesse lançá -lo.
Como alternativa, muitos pequenos telescópios podem ser lançados no espaço para funcionar como um interferômetro óptico, combinando a luz de todos os telescópios para dar a resolução de uma abertura maior. No entanto, isso precisaria de um alinhamento extremamente preciso entre os telescópios menores, um desafio tecnológico que seria caro e talvez nem seja possível com a tecnologia atual.
A equipe de Newberg, no entanto, percebeu que um grande espelho de telescópio retangular seria muito mais eficiente do que um enorme circular e, devido à sua relativa simplicidade, seria muito menos caro que um interferômetro. Um espelho telescópio que é uma tira com dimensões de 65,6 pés por 3,3 pés (20 metros por 1 metro) teria uma área menor que um espelho circular da mesma largura e, portanto, seria muito mais barato. A idéia seria então alinhar o telescópio longamente com a orientação do exoplanete alvo em relação à sua estrela. Se o planeta estiver em outra orientação, o telescópio retangular poderá ser girado.
Notavelmente, esse telescópio teria uma área de coleta um pouco menor (65,6 pés quadrados ou 20 metros quadrados) do que o JWST (83,3 pés quadrados ou 25,4 metros quadrados). A diferença é que toda a sua área de coleta estaria na orientação necessária para imaginar um planeta, com nada desperdiçado.
Existem 69 estrelas aproximadamente semelhantes ao sol (classes espectrais K, G e F), sem mencionar quase 300 das estrelas mais legais, M anãotudo dentro de 32,6 anos-luz (10 Parsecs) do nosso sistema solar que um novo telescópio poderia ter como alvo.
“Mostramos que esse design pode, em princípio, encontrar metade de todos os planetas existentes em forma de terra orbitando estrelas do sol em 30 anos-luz em menos de três anos”, escreve Newberg. “Se houver cerca de um planeta de terra orbitando a estrela média do sol, encontraríamos cerca de 30 planetas promissores”.
Um artigo que descreve o novo conceito de telescópio foi publicado em 1º de setembro na revista Fronteiras em astronomia e ciências espaciais.
