Новые Горизонты: Как Новая Технология на Обсерватории Жилищных Миров Поможет Найти Экзопланеты
Обсерватория Жилищных Миров (HWO) станет новейшей астрономической обсерваторией, сосредоточенной на поиске экзопланет аналогичных Земле и анализе их атмосферы на наличие биосигнатур. Для достижения этих амбициозных целей ученые предлагают добавить второй инструмент к основному оборудованию HWO, что значительно повысит шансы на открытие новых планет, похожих на Землю.
Увеличение Прецизионности Измерений
Основной инструмент HWO, коронограф, позволит наблюдать за экзопланетами, однако его возможностей может быть недостаточно. Исследование, проведенное Фабьеном Мальбе из Университета Гренобль-Алпы и его коллегами, предлагает оснастить обсерваторию дополнительным инструментом, здать точные астрометрические измерения на уровне 0.5 микро-архсекунд (µas). Этот уровень прецизионности позволит HWO обнаруживать экзопланеты размером с Землю вокруг множества ближайших звезд, что значительно увеличит число кандидатов для дальнейшего анализа.
На сегодняшний день известно лишь о 12% солнцеподобных звезд в пределах 65 световых лет, имеющих планеты, и все они являются газовыми гигантами. Это не значит, что каменистые экзопланеты отсутствуют. Вероятно, их сигналы теряются в шуме, создаваемом текущими миссиями, такими как Gaia, которая имеет максимальную точность 20-30 µas и не способна обнаруживать менее массивные планеты.
Преимущества Новой Технологии
С добавленным инструментом, HWO сможет достигнуть точности на 400-600% выше, чем Gaia, что откроет новую эру в поисках экзопланет. Однако для достижения такой высокой точности потребуется разработка сложного калибраторов и обработка большого объема снимков. Датчики астрометрии, используемые для наблюдения за "качанием" звезд вследствие воздействия орбитальных планет, имеют свои ограничения. Ошибки, возникающие из-за несовершенств сенсора или незначительных смещений зеркала, могут значительно снижать точность измерений.
Для решения этой проблемы исследователи предлагают использовать устройство калибровки детектора (DCU), которое позволит изолировать и исправить небольшие ошибки. Это обеспечит стабильность измерений, улучшая качество получаемых данных.
Важность Многократных Измерений
Чтобы достичь необходимой точности для подтверждения существования экзопланет, HWO должно будет выполнить более 100 индивидуальных измерений за период своего 3-4 летнего функционирования. Это количество необходимо для минимизации воздействия любых случайных ошибок, которые не были исправлены DCU. Объединение большого числа изображений поможет нивелировать возможные ошибки.
Применение для Исследования Темной Материи
Ключевое преимущество новой технологии заключается не только в поисках экзопланет, но и в исследовании одной из доминирующих теорий темной материи (CDM). Теория предсказывает, что в центрах галактик должны находиться "пики" темной материи, однако данные показывают, что эти области скорее напоминают "ядра". Новая астрометрическая технология HWO сможет фиксировать незначительные колебания, создаваемые "пиками" темной материи, улучшая наше понимание ее распределения.
Выводы и Перспективы
Идея оснастить HWO дополнительным инструментом не нова. Фабьен Мальбе был ключевым участником миссии Theia, разработка которой подразумевала использование тех же принципов. Тем не менее, интеграция этого инструмента в HWO кажется разумным шагом, учитывая, что он значительно улучшит главную миссию обсерватории — поиск потенциально обитаемых миров.
Поскольку разработка HWO начнется только в 2030-х годах, и запуск ожидается в 2040-х, существует достаточно времени для внедрения этих улучшений. Остается лишь выяснить, разрешит ли управление проекта расширить амбиции для достижения поставленных целей.
