NASA-समर्थित starshade संकल्पना पृथ्वीवरून rocky exoplanets दिसण्याजोगे करण्याचे उद्दिष्ट ठेवते

कक्षेतला starshade पृथ्वीवरील मोठ्या telescopes ना नवे काम देऊ शकतो

NASA-समर्थित एक संकल्पना खगोलशास्त्रातील सर्वात कठीण उद्दिष्टांपैकी एक गाठण्यासाठी वेगळा मार्ग सुचवते: जवळच्या stars भोवती फिरणाऱ्या rocky, Earth-sized exoplanets चे थेट प्रतिमांकन. पूर्णपणे space-based observatory वर अवलंबून राहण्याऐवजी, ही कल्पना free-flying orbital starshade आणि पुढील पिढीच्या अत्यंत मोठ्या ground telescopes यांना एकत्र करण्याचा प्रस्ताव देते.

Hybrid Observatory for Earth-like Exoplanets, म्हणजेच HOEE, ही संकल्पना लक्ष्य star चा प्रचंड glare telescope पर्यंत पोहोचण्याआधीच थांबवण्यासाठी तयार केली आहे. ती अपेक्षेप्रमाणे काम केली, तर astronomers जवळच्या planetary systems मधील लहान rocky जगांकडून परावर्तित optical light थेट पाहू शकतील, त्यांच्या अस्तित्वाचा अप्रत्यक्ष अंदाज लावण्याची गरज उरणार नाही.

हे महत्त्वाचे आहे, कारण Earth-like exoplanets पाहणे अत्यंत अवघड आहे. दिलेल्या स्रोत-पाठानुसार, optical light मध्ये दिसणारा एक rocky planet त्याच्या parent star पेक्षा सुमारे एक अब्ज पटींनी कमी प्रकाशमान असू शकतो. तो contrast problem हा मुख्य अडथळा आहे. starshade कृत्रिम eclipse सारखा परिणाम निर्माण करून तो सोडवण्याचा प्रयत्न करतो.

hybrid system कसे काम करेल

HOEE संकल्पनेत, starshade पृथ्वीभोवतीच्या elliptical orbit मधून कार्य करेल आणि observing telescope च्या line of sight पासून सुमारे 175,000 kilometers अंतरावर असेल. स्रोत-पाठ सांगतो की पहिली संभाव्य जोडणी चिलीच्या उत्तरेकडील European Southern Observatory च्या Extremely Large Telescope सोबत असेल, ज्याला सध्या late 2030 पर्यंत scientific first light मिळण्याचे नियोजन आहे.

starshade telescope आणि target star यांच्या मधोमध असेल, starlight दडपेल, ज्यामुळे orbiting planet चा reflected light पार्श्वभूमीतून दिसू शकेल. त्यामुळे Earth पासून सुमारे 20 light-years आत असलेल्या targets वर ground-based optical observations करता येतील.

स्रोत-पाठात वर्णन केलेले design महत्त्वाकांक्षी आहे. प्रस्तावित starshade मध्ये 50-meter central disk आणि 48 petals असतील, प्रत्येक petal 24.5 meters लांब. त्याचे काम फक्त light block करणे नसून, project team च्या म्हणण्यानुसार telescope वर अत्यंत नियंत्रित shadow टाकणे आहे. त्यासाठी spacecraft ला सुमारे सहा meters अचूकतेने जागा बदलावी लागेल, कदाचित hot hydrogen gas ने चालणाऱ्या microthrusters चा वापर करून.

ही precision requirement आव्हान स्पष्ट करते. ही प्रणाली एका star, हजारो kilometers दूर असलेल्या spacecraft, आणि पृथ्वीवर बांधलेल्या सर्वात मोठ्या telescopes पैकी एकाशी अचूक alignment वर अवलंबून आहे. याचा फायदा असा की, त्याच उद्दिष्टासाठी dedicated flagship space mission उभारण्याच्या खर्च आणि वेळेच्या मर्यादा काही प्रमाणात टाळता येतील.

हा दृष्टिकोन रिकामी जागा भरू शकतो असे संशोधकांना का वाटते

HOEE मागील युक्तिवाद असा आहे की सध्याची आणि जवळच्या भविष्यकालीन उपकरणे optical light मध्ये Earth-like exoplanets थेट पाहण्यासाठी योग्य नाहीत. दिलेल्या स्रोत-पाठात विशेषतः James Webb Space Telescope मधील Near Infrared Camera आणि NASA च्या Roman Space Telescope वरील नियोजित coronagraph हे true Earth analogs थेट पाहू शकत नाहीत, असे म्हटले आहे.

या मर्यादेमुळे exoplanet science transits आणि radial velocity measurements सारख्या indirect methods कडे वळले आहे. त्या शक्तिशाली असल्या तरी, ग्रहाचे तसल्या प्रकारचे थेट optical view देत नाहीत. direct imaging मुळे जवळच्या stars भोवतीच्या rocky planets चे अधिक समृद्ध स्वरूपात characterization शक्य होऊ शकते.

HOEE team चा प्रस्ताव मुळात pragmatic आहे: space telescopes आणि ground telescopes यांना वेगळ्या मार्गांवर न पाहता, आधीच बांधल्या जात असलेल्या observatories ची क्षमता starshade द्वारे वाढवायची. स्रोत-पाठात project team member Vladimir Airapetian यांनी ही संकल्पना अशा पर्यायांपेक्षा अधिक कार्यक्षम आणि लवकर उपलब्ध होऊ शकणारी म्हणून मांडली आहे, जे अजूनही deployment पासून खूप दूर आहेत.

याचा अर्थ संकल्पना परिपक्व झाली आहे असा नाही. टीमने NASA च्या Innovative Advanced Concepts program अंतर्गत Phase B support साठी अर्ज केला आहे, आणि 2027 पर्यंत ते funding मिळवण्याची आशा आहे. NIAC प्रारंभिक, मोठ्या संभाव्यतेच्या कल्पनांना पाठिंबा देण्यासाठी ओळखले जाते, त्यामुळे हा अर्ज commitment पेक्षा promise अधिक दर्शवतो.

यशाने काय बदलू शकते

ही संकल्पना पुढे गेली, तर तिचा वैज्ञानिक फायदा मोठा असू शकतो. जवळच्या rocky worlds चे direct optical imaging आपल्याच्या आसपासच्या cosmic neighborhood शी अधिक जुळणाऱ्या planetary systems च्या अभ्यासासाठी नवा मार्ग देईल, ज्यात आतापर्यंत direct-imaging प्रयत्नांमध्ये प्रामुख्याने दिसलेले gas giants आणि hot exoplanets यांच्यापेक्षा अधिक साम्य असेल.

target list देखील लक्षवेधी आहे. सुमारे 20 light-years च्या आत असलेल्या systems वर लक्ष केंद्रित करून, ही संकल्पना nearby stars च्या एका लहान पण वैज्ञानिकदृष्ट्या मौल्यवान संचाला लक्ष्य करते, जिथे सापडलेला कोणताही rocky planet atmospheric आणि comparative planetology studies साठी विशेष follow-up candidate ठरेल.

तितकेच महत्त्वाचे म्हणजे, HOEE खगोलशास्त्रातील hybrid architectures कडे होणारा व्यापक बदल दाखवते. space telescopes आणि ground telescopes यांना स्वतंत्र मार्ग मानण्याऐवजी, ही संकल्पना दोघांची ताकद एकत्र करते. spacecraft पृथ्वीच्या atmosphere आणि conventional optics यांमुळे कठीण होणारे light suppression हाताळतो, तर ground telescope प्रचंड collecting area देतो, ज्याची प्रतिकृती space मध्ये करणे महाग पडले असते.

observatories अधिक सक्षम आणि अधिक महाग होत असताना, हे systems-level thinking अधिक आकर्षक होत आहे. अत्यंत मोठ्या telescope सोबत starshade जोडला, तर विद्यमान terrestrial facility वितरित observatory चा भाग बनू शकतो.

दीर्घकालीन कल्पना, पण ठोस वैज्ञानिक लक्ष्य

संकल्पना अभ्यास आणि प्रत्यक्ष operation यांच्यात अजूनही मोठे अंतर आहे. starshade साठी complex formation geometry, उच्च-तपशील नियंत्रण, आणि एका मोठ्या observatory सोबत सतत समन्वय आवश्यक असेल. Extremely Large Telescope ने आपल्या सध्याच्या वेळापत्रकानुसार online येणे, आणि starshade प्रकल्पाने NASA च्या concept pipeline मध्ये पुढे जाणेही आवश्यक आहे.

तरीही HOEE प्रस्ताव वेगळा दिसतो, कारण तो अतिशय विशिष्ट frontier ला लक्ष्य करतो: जवळच्या systems मधील लहान, rocky exoplanets ची direct images मिळवणे. हे सामान्य technology demonstration पेक्षा अधिक स्पष्ट वैज्ञानिक उद्दिष्ट आहे, आणि engineering ला observational astronomy मधील सर्वाधिक हव्या असलेल्या परिणामांशी थेट जोडते.

सध्या हा प्रकल्प NASA-समर्थित संकल्पना आहे, मंजूर mission नाही. पण मूलभूत कल्पना स्पष्ट आहे. astronomers जर अंतराळात अचूक आकाराचा, अचूक स्थितीतील shadow ठेवू शकले, तर पृथ्वीवरील सर्वात मोठे telescopes एकटे जे करू शकत नाहीत ते करू शकतील: तेजस्वी stars शेजारी असलेल्या म्लान, rocky जगांना वेगळे ओळखणे आणि इतर Earth-like planets चा शोध प्रत्यक्ष दृष्टीसमोर आणणे.

This article is based on reporting by Universe Today. Read the original article.