NASA ஆதரவு பெற்ற starshade கருத்து பூமியிலிருந்து rocky exoplanets-ஐ காணக்கூடியதாக மாற்ற இலக்கிடுகிறது

கண்காணிப்பு orbit-இல் இருக்கும் ஒரு starshade, பூமியில் உள்ள பெரும் telescopes-க்கு புதிய பணி அளிக்கலாம்

NASA ஆதரவு பெற்ற ஒரு கருத்து, வானியலின் மிகக் கடினமான இலக்குகளில் ஒன்றை அடைய ஒரு வேறு வழியை முன்வைக்கிறது: அருகிலுள்ள stars-ஐச் சுற்றி வரும் rocky, Earth-sized exoplanets-ஐ நேரடியாக படம் பிடிப்பது. முழுமையாக space-based observatory-யை நம்புவதற்குப் பதிலாக, இந்த யோசனை free-flying orbital starshade ஒன்றையும் அடுத்த தலைமுறை மிகப் பெரிய ground telescopes-ஐயும் இணைக்கிறது.

Hybrid Observatory for Earth-like Exoplanets, அல்லது HOEE என்று அழைக்கப்படும் இந்த கருத்து, இலக்கு star-இன் மிகுந்த ஒளிச்செருக்கை telescope-ஐ அடையுமுன் தடுக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. திட்டமிட்டபடி இது செயல்பட்டால், astronomers அருகிலுள்ள planetary systems-இல் உள்ள சிறிய rocky உலகங்களிலிருந்து பிரதிபலிக்கும் optical light-ஐ நேரடியாகக் காண முடியும்; அவர்களின் இருப்பை மறைமுகமாக ஊகிக்க வேண்டியதில்லை.

அது முக்கியம், ஏனெனில் Earth-like exoplanets-ஐப் பார்ப்பது மிகவும் கடினம். வழங்கப்பட்ட மூல உரையின் படி, optical light-இல் காணப்படும் ஒரு rocky planet, அதன் parent star-ஐ விட சுமார் ஒரு பில்லியன் மடங்கு மங்கலாக இருக்கலாம். அந்த contrast பிரச்சினையே முதன்மையான தடையாகும். starshade அதனை செயற்கையான eclipse போன்ற விளைவினை உருவாக்கி தீர்க்க முயல்கிறது.

hybrid system எப்படி இயங்கும்

HOEE கருத்தில், starshade பூமியைச் சுற்றியுள்ள elliptical orbit-இல் இருந்து இயங்கி, பார்வையிடும் telescope-இன் line of sight-இலிருந்து சுமார் 175,000 கிலோமீட்டர் தொலைவில் இருக்கும். முதற்கட்ட இணைப்பாக வடக்கு சிலியில் உள்ள European Southern Observatory-யின் Extremely Large Telescope இருக்க வாய்ப்புள்ளதாக மூல உரை கூறுகிறது; அது தற்போது late 2030-க்குள் scientific first light பெற திட்டமிடப்பட்டுள்ளது.

starshade telescope மற்றும் target star-இன் நடுவே நேரடியாக அமரும்; இதனால் starlight தடுக்கப்பட்டு, சுற்றிவரும் planet-இன் பிரதிபலித்த light பின்னணியில் இருந்து வெளிப்பட முடியும். இதன் மூலம் பூமியிலிருந்து சுமார் 20 light-years தூரத்துக்குள் உள்ள targets-க்கு ground-based optical observations செய்யலாம்.

மூல உரையில் விவரிக்கப்பட்ட design மிகுந்த ambition உடையது. முன்மொழியப்பட்ட starshade-இல் 50-meter central disk மற்றும் 48 petals இருக்கும்; ஒவ்வொரு petal-உம் 24.5 meters நீளமுடையது. அதன் பணி வெறும் light block செய்வது அல்ல, project team கூறுவதுபோல் telescope-மீது மிக நுட்பமாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட shadow-ஐ உருவாக்குவது. அதற்கு spacecraft சுமார் ஆறு meters துல்லியத்துடன் தன் இடத்தை மாற்ற வேண்டியிருக்கும்; பெரும்பாலும் hot hydrogen gas-ஆல் இயக்கப்படும் microthrusters பயன்படுத்தப்படும்.

இந்த துல்லியத் தேவை சவாலின் அளவை காட்டுகிறது. இந்த அமைப்பு ஒரு star, பல்லாயிரக்கணக்கான கிலோமீட்டர்கள் தொலைவில் உள்ள spacecraft, மற்றும் பூமியில் கட்டப்பட்ட மிகப்பெரிய telescopes-இல் ஒன்றின் சரியான alignment-இல் சார்ந்துள்ளது. இதன் பலன், அதே இலக்குக்காக ஒரு dedicated flagship space mission கட்டுவதற்கு இணைந்த செலவு மற்றும் காலக்கெடு கட்டுப்பாடுகளைத் தவிர்க்க முடியும் என்பதே.

இந்த அணுகுமுறை ஒரு வெற்றிடத்தை நிரப்பலாம் என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஏன் நினைக்கிறார்கள்

HOEE-யின் பின்னணி வாதம் என்னவெனில், தற்போதைய மற்றும் அருகாமை கால கருவிகள் optical light-இல் Earth-like exoplanets-ஐ நேரடியாகக் காண சிறப்பாக பொருந்தவில்லை. வழங்கப்பட்ட மூல உரை குறிப்பாக James Webb Space Telescope-இன் Near Infrared Camera மற்றும் NASA-வின் Roman Space Telescope-இல் திட்டமிடப்பட்ட coronagraph ஆகியவை true Earth analogs-ஐ நேரடியாகக் காண முடியாது என்று கூறுகிறது.

அந்த வரம்பு exoplanet அறிவியலை transits மற்றும் radial velocity measurements போன்ற மறைமுக முறைகளின் பக்கம் தள்ளியுள்ளது; அவை சக்திவாய்ந்தவை என்றாலும், ஒரு planet-இன் அதே வகையான நேரடி optical பார்வையைக் கொடுக்கவில்லை. direct imaging, குறிப்பாக அருகிலுள்ள stars-ஐச் சுற்றியுள்ள rocky planets-ஐப் புரிந்துகொள்வதில், மேலும் செறிவான characterization-க்கு வாய்ப்பளிக்கலாம்.

HOEE குழுவின் முன்மொழிவு அடிப்படையில் நடைமுறைபூர்வமானது: space telescopes மற்றும் ground telescopes-ஐ தனித்தனி பாதைகளாகப் பார்க்காமல், ஏற்கனவே கட்டப்பட்டுக் கொண்டிருக்கும் observatories-இன் திறனை starshade மூலம் விரிவாக்குவது. மூல உரையில் project team member Vladimir Airapetian இந்த கருத்தை, இன்னும் deployment-க்கு தொலைவில் உள்ள மாற்றுகளைவிட அதிக செயல்திறன் கொண்டதும் விரைவில் கிடைக்கக்கூடியதும் என்று விவரிக்கிறார்.

இதனால் கருத்து முழுமையாக成熟 ஆனது என்று அர்த்தமல்ல. குழு NASA-வின் Innovative Advanced Concepts program-இன் Phase B support-க்கு விண்ணப்பித்துள்ளது, மற்றும் 2027-க்குள் அந்த funding-ஐப் பெற நம்புகிறது. NIAC early-stage, high-upside ideas-ஐ ஆதரிப்பதில் அறியப்படுகிறது; ஆகவே இந்த விண்ணப்பம் commitment-ஐ விட promise-ஐ அதிகம் காட்டுகிறது.

வெற்றி என்ன மாற்றலாம்

இந்த கருத்து முன்னேறினால், அதன் அறிவியல் பலன் கணிசமாக இருக்கும். அருகிலுள்ள rocky worlds-ஐ நேரடியாக optical imaging செய்வது, இதுவரை direct-imaging முயற்சிகளில் அதிகம் இடம்பெற்ற gas giants மற்றும் hot exoplanets-ஐ விட, நமது அருகிலுள்ள விண்வெளி சூழலுக்கு அதிகம் ஒத்த planetary systems-ஐ ஆய்வு செய்ய ஒரு புதிய பாதையை வழங்கும்.

target list-உம் குறிப்பிடத்தக்கது. சுமார் 20 light-years-உள்ள systems-ஐ கவனத்தில் கொண்டு, இந்த கருத்து nearby stars-இன் ஒரு சிறிய ஆனால் அறிவியல் ரீதியாக மதிப்புள்ள தொகுதியை நோக்குகிறது; அங்கு கண்டறியப்படும் எந்த rocky planet-உம் atmospheric மற்றும் comparative planetology studies-க்கு மிக முக்கியமான follow-up candidate ஆக இருக்கும்.

அதே அளவு முக்கியமானது, HOEE astronomy-இல் hybrid architectures நோக்கான பரந்த மாற்றத்தை பிரதிபலிக்கிறது. space telescopes மற்றும் ground telescopes-ஐ தனித்தனி வழிகளாகக் கருதுவதற்குப் பதிலாக, இந்த கருத்து இரண்டின் வலிமைகளையும் இணைக்கிறது. spacecraft, பூமியின் atmosphere மற்றும் conventional optics கடினமாக்கும் light suppression-ஐ கையாளுகிறது; ground telescope, விண்வெளியில் நகலெடுக்க மிகவும் செலவான enormous collecting area-வை வழங்குகிறது.

observatories அதிக திறன் கொண்டதும் அதிக செலவு கொண்டதுமான நிலையில், இந்த systems-level thinking மேலும் ஈர்ப்பானதாகிறது. ஒரு extremely large telescope-உடன் இணைக்கப்பட்ட starshade, ஏற்கனவே உள்ள terrestrial facility-யை distributed observatory-யின் ஒரு பகுதியாக மாற்றும்.

தொலைநோக்குப் பார்வையுடன் கூடிய ஆனால் தெளிவான அறிவியல் இலக்கைக் கொண்ட யோசனை

கருத்து ஆய்வுகளுக்கும் செயல்பாட்டிற்கும் இன்னும் பெரிய இடைவெளி உள்ளது. starshade-க்கு சிக்கலான formation geometry, மிக உயர்த் துல்லிய control, மற்றும் ஒரு முக்கிய observatory-யுடன் தொடர்ந்து ஒருங்கிணைப்பு தேவைப்படும். மேலும் Extremely Large Telescope தற்போதைய காலக்கெட்டில் online வருவதும், starshade திட்டம் NASA-வின் concept pipeline-இல் முன்னேறுவதும் அதற்கு அவசியம்.

அப்படியிருந்தும் HOEE முன்மொழிவு தனித்துவமாகத் தெரிகிறது, ஏனெனில் அது ஒரு மிகத் தெளிவான frontier-ஐ நோக்குகிறது: அருகிலுள்ள systems-இல் சிறிய, rocky exoplanets-இன் direct images-ஐப் பெறுவது. இது பொதுவான technology demonstration-ஐ விட கூர்மையான அறிவியல் இலக்கு; மேலும் engineering-ஐ observational astronomy-யின் மிக விரும்பப்படும் முடிவுகளில் ஒன்றுடன் நேரடியாக இணைக்கிறது.

இப்போதைக்கு இந்த திட்டம் NASA-ஆதரவு பெற்ற கருத்து மட்டுமே; அனுமதிக்கப்பட்ட mission அல்ல. ஆனால் அடிப்படை யோசனை தெளிவானது. astronomers விண்வெளியில் துல்லியமான வடிவம் கொண்ட, துல்லியமாக அமைந்த shadow-ஐ உருவாக்க முடிந்தால், பூமியின் மிகப்பெரிய telescopes தனியாகச் செய்ய முடியாத ஒன்றைச் செய்ய முடியும்: பிரகாசமான stars-ன் அருகிலுள்ள மங்கலான rocky உலகங்களைத் தெளிவாகப் பிரித்தறிந்து, பிற Earth-like planets தேடலை நேரடியாகக் காட்சிப்படுத்துவது.

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