Wśród miliardów galaktyk i gwiazd we Wszechświecie tylko jedno miejsce znane jest jako siedlisko życia – Ziemia. Nadzieja na odkrycie innych zamieszkałych światów napędza naukowców do opracowywania coraz bardziej zaawansowanych metod poszukiwań. Czy potężne, nowoczesne teleskopy pozwolą nam dojrzeć ślady życia na odległych planetach – takich, które mogłyby stać się naszą drugą Ziemią? Dzięki przełomowym technologiom i europejskim projektom badawczym jesteśmy coraz bliżej odpowiedzi na to pytanie.
Oprac. Redakcja. Artykuł pierwotnie opublikowany w Horizon, czasopiśmie UE poświęconym badaniom i innowacjom: https://projects.research-and-innovation.ec.europa.eu/en/horizon-magazine/new-telescope-cuts-through-space-noise-hunt-distant-earth-worlds.
Pomimo skatalogowania około 6 tysięcy egzoplanet, nie udało się jeszcze odnaleźć prawdziwego „bliźniaka Ziemi” – planety o podobnych rozmiarach, krążącej wokół gwiazdy przypominającej nasze Słońce. Jasność gwiazd skutecznie utrudnia dostrzeżenie planet orbitujących w ich pobliżu. Nowe teleskopy mają pomóc przezwyciężyć tę przeszkodę.
Dr Nuno Santos, czołowy portugalski astrofizyk i jeden z liderów europejskich badań nad egzoplanetami, kieruje finansowanym przez UE zespołem naukowców, którego zadaniem jest opracowanie narzędzi do obserwacji, pozwalających na eliminację zakłóceń – tzw. szumów – generowanych przez odległe, gorące „słońca”. Wzbudzona plazma i zmienne pola magnetyczne na powierzchni gwiazdy wywołują szereg zjawisk w jej atmosferze, takich jak ciemne plany oraz wzór „granulacji” – to one właśnie utrudniają wykrycie słabego sygnału obecnej w pobliżu planety.
„Gdy spoglądamy na powierzchnię Słońca, przypomina ona garnek z wrzącą wodą usiany ciemnymi i jaśniejszymi obszarami”. – tłumaczy dr Santos. – „Problem polega na tym, że wciąż nie potrafimy właściwie odizolować tych zakłóceń”.
Zespół Santosa z Instytutu Astrofizyki i Nauk Kosmicznych w Portugalii buduje zupełnie nowy teleskop o nazwie PoET (Paranal solar Espresso Telescope) w ramach projektu FIERCE, który potrwa do września 2027 roku. Ten kompaktowy instrument, o średnicy zaledwie 60 centymetrów, zostanie zainstalowany w Europejskim Obserwatorium Południowym na pustyni Atakama w Chile. Nie będzie on jednak śledził planet, lecz skoncentruje się na naszym Słońcu, analizując szum generowany przez granulację i inne procesy. Co istotne, PoET ma współpracować z innym instrumentem – spektrografem ESPRESSO – które zadaniem jest rozdzielanie światła odległych gwiazd na różne długości fal i badanie krążący wokół nich planet.
„Łącząc dane z ESPRESSO z obserwacjami Słońca, chcemy dokładniej zrozumieć zachowanie gwiazd podobnych do naszej w różnych regionach galaktyki”. – dodaje Santos. – „Dzięki projektowi uzyskamy szczegółowe widmo pierwiastków chemicznych pochodzących ze Słońca i będziemy mogli śledzić jego zmiany. W efekcie astronomowie uzyskają narzędzie do odfiltrowywania szumu z obserwacji innych gwiazd, co ułatwi wykrywanie planet podobnych do Ziemi”.
Przygotowania do misji PLATO
PoET zostanie uruchomiony pod koniec 2025 roku i będzie, wraz z spektrografem ESPRESSO, wykorzystywany zdalnie przez zespół Santosa do obserwacji dziennych – w nocy ESPRESSO powróci do swojej głównej roli w obserwatorium. Te przygotowania są kluczowe w kontekście nadchodzącej misji PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars), której start Europejska Agencja Kosmiczna zaplanowała na 2026 rok. PLATO będzie wyposażony w 26 kamer i przeszuka milion gwiazd w poszukiwaniu planet podobnych do Ziemi. Instrumenty misji pozwolą określić promień każdej planety, a tym samym jej gęstość i skład. Redukcja szumu za pomocą PoET będzie niezbędna, by PLATO mógł dokonywać precyzyjnych pomiarów. „Musimy znaleźć sposób na pozbycie się tych zniekształceń, aby w pełni wykorzystać dane z nadchodzącej misji”. – dodaje Santos. – „Mamy nadzieję, że dzięki PoET nasza wiedza będzie wystarczająca”.
Śmiałe plany na przyszłość
Projekty FIERCE i PoET są realizowane dzięki wsparciu Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERC). „Bez ERC nie bylibyśmy w stanie tego zrobić”. – podkreśla Santos. Praca jego zespołu daje szansę Europie na odegranie kluczowej roli w globalnych badaniach nad eksploracją światów nadających się do zamieszkania, a misje takie jak PLATO przybliżają nas do ekscytujących odkryć. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, PoET może dostarczyć pierwsze wyniki już w połowie 2026 roku. Kolejnym krokiem eksploracji kosmosu będzie misja Habitable Worlds Observatory NASA (planowana na lata 2040), a także drugi wielki europejski teleskop (uruchomiony w 2030 roku), których zadaniem będzie poszukiwanie oznak życia na potencjalnie zamieszkały planetach odkrytych przez PLATO. „Teleskopy takie jak PoET przesuwają granice możliwości naszych kosmicznych obserwacji i pozwalają zdobywać nową wiedzę nie tylko na temat naszej galaktyki, ale również życiodajnych planet daleko poza nią”. – dodaje Santos.
Więcej o badaniach kosmicznych i roli obserwacji teleskopowych w eksploracji Wszechświata przeczytacie w artykule https://obserwator.imgw.pl/2020/09/21/w-poszukiwaniu-zycia-mars-wenus-i-ziemskie-modele-klimatyczne/.
