"المرصد العالمي الصالح للعيش" قيد الإنشاء للبحث بشكل أكثر حساسية عن الحياة خارج الأرض

ومن خلال شرح الدكتور نيك سيجلر، المدير الفني لبرنامج استكشاف الكواكب الخارجية التابع لوكالة ناسا، قدم بالتفصيل مبدأ عمل الكوروناغراف وكيف يمكن أن يساعد بشكل مباشر في تصوير الكواكب الخارجية. المصدر: ناسا

ناقش الحاضرون في ورشة عمل معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا تقنية الكوروناغراف، والتي تتضمن التحكم في موجات الضوء باستخدام عدسات دقيقة للغاية قابلة للتشوه داخل الجهاز (انظر الفيديو أعلاه). على الرغم من أن الإكليل يحجب معظم ضوء النجم، إلا أن الضوء الشارد لا يزال يشق طريقه إلى الصورة النهائية، ويظهر على شكل بقع. وباستخدام الآلاف من قضبان الدفع لدفع وسحب السطح العاكس للمرآة القابلة للتشوه، تمكن الباحثون من إزالة بقع ضوء النجوم المتبقية.

وسيكون تلسكوب نانسي غريس الروماني الفضائي القادم أول من يستخدم هذا النوع من الكوروناغراف، والذي يسمى بالنوع "النشط" لأن مراياه تتشوه بشكل نشط. بعد المزيد من الاختبارات في مختبر الدفع النفاث، سيتم دمج الكوروناغراف الروماني في التلسكوب النهائي في مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا وسيتم إطلاقه إلى الفضاء في موعد لا يتجاوز عام 2027. سيسمح الكوروناغراف الروماني لعلماء الفلك بالتقاط صور للكواكب الخارجية التي تكون أقل سطوعًا بمليار مرة من نجومها. ويشمل ذلك عمالقة الغاز الناضجة والشابة، بالإضافة إلى أقراص الحطام التي خلفتها عملية تكوين الكوكب.

قالت فانيسا بيلي، الخبيرة الفنية للكرونوغراف الروماني في مختبر الدفع النفاث: "إن الكوروناغراف الروماني هو الخطوة التالية لناسا في البحث عن الحياة خارج النظام الشمسي. إن فجوة الأداء بين التلسكوبات الحالية والمراصد العالمية الصالحة للسكن كبيرة جدًا بحيث لا يمكن سدها مرة واحدة. الغرض من الكوروناغراف الروماني هو أن يكون نقطة انطلاق في المنتصف. وسيُظهر العديد من التقنيات الضرورية، بما في ذلك أقنعة الكوروناغراف والمرايا القابلة للتشوه، بمستوى أداء لم يتم تحقيقه خارج المختبر."

إن الهدف من تصوير توأم الأرض مباشرة حول نجم يشبه الشمس يعني دفع التكنولوجيا وراء الإكليل الروماني إلى أبعد من ذلك. يوضح مارفيت: "نحن بحاجة إلى أن نكون قادرين على تشويه المرايا وصولاً إلى مستوى البيكومتر". "نحن بحاجة إلى قمع ضوء النجوم حوالي 100 مرة أكثر من الكوروناغراف الروماني. تساعدنا ورشة العمل هذه في توجيهنا في معرفة أين توجد الفجوات التكنولوجية لدينا وأين نحتاج إلى مزيد من التطوير خلال العقد المقبل."

وشملت المواضيع الأخرى التي تمت مناقشتها في ورشة العمل أفضل أنواع المرايا الأولية للاستخدام مع الكوروناغراف، وطلاءات المرآة، والتعامل مع الأضرار التي تلحق بالمرايا من النيازك الدقيقة، وتكنولوجيا المرآة القابلة للتشوه، والكاشفات والأدوات المتقدمة للنمذجة والتصميم المتكامل. كما قدم المهندسون تحديثًا بشأن الدرع النجمي وحالة جاهزيته الفنية.

اكتشاف الطريق إلى توائم الأرض

في الوقت نفسه، مع استمرار التقدم التكنولوجي، يحول علماء آخرون انتباههم أيضًا إلى النجوم، بحثًا عن كواكب شبيهة بالأرض يمكن لـ HWO تصويرها. حتى الآن، تم اكتشاف أكثر من 5500 كوكب خارج المجموعة الشمسية، ولكن لا يوجد منها كواكب شبيهة بالأرض حقًا. إن أدوات صيد الكواكب، مثل مسبار كيك بلانيت (KPF) الجديد في مرصد كيك الذي يقوده معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، هي بالفعل أفضل في اكتشاف الكواكب من خلال البحث عن الجذب الذي تمارسه على النجوم أثناء دورانها حولها. تمارس الكواكب الأثقل قوة سحب أكبر، كما تفعل الكواكب الأقرب إلى نجومها. تم تصميم KPF للعثور على كواكب بحجم الأرض في المناطق الصالحة للحياة للنجوم الحمراء الصغيرة، والتي تكون أقرب إلى نجومها. على مدى السنوات القليلة المقبلة، سيستمر KPF في التحسن وقد يكون قادرًا على اكتشاف التوائم الأرضية.

بحلول الوقت الذي سيتم فيه إطلاق HWO في أواخر الثلاثينيات أو أوائل الأربعينيات من القرن الماضي، يأمل العلماء في الحصول على قائمة تضم ما لا يقل عن 25 كوكبًا شبيهًا بالأرض لاستكشافها.

وعلى الرغم من الطريق الطويل الذي ينتظرنا، كان العلماء في الندوة حريصين على مناقشة هذه التحديات مع زملائهم الذين سافروا إلى باسادينا من جميع أنحاء البلاد. ألقى مدير مختبر الدفع النفاث لوري ليشين (ماجستير ’89، دكتوراه ’95) خطابًا ملهمًا في بداية الاجتماع. وقالت "هذا تحد مثير وصعب. ولكن هذا هو بالضبط ما نحن بصدده. نحن لا نحارب هذا بمفردنا. نحن بحاجة إلى العمل معا".