Muutaman viime vuosikymmenen aikana tuhansia eksoplaneetteja on löydetty naapurimaiden tähtijärjestelmistä. Itse asiassa 1. lokakuuta 2017 alkaen noin 3 671 ulkomaillaplaneetat on vahvistettu 2751 järjestelmässä, ja 616 järjestelmässä on enemmän kuin yksi planeetta. Valitettavasti suurin osa näistä on havaittu epäsuorilla keinoilla, gravitaatioisesta mikrotuloksesta Transit-fotometriaan ja radiaalisen nopeuden menetelmään.
Lisäksi emme ole pystyneet tutkimaan näitä planeettoja läheltä, koska tarvittavia instrumentteja ei vielä ole. Projekti Blue, tutkijoiden, yliopistojen ja instituutioiden yhteenliittymä, haluaa muuttaa tätä. Äskettäin he käynnistivät joukkorahoituskampanjan Indiegogon kautta rahoittaakseen avaruuskaukoputken kehittämistä, joka alkaa etsiä eksoplaneetteja Alpha Centauri -järjestelmästä vuoteen 2021 mennessä.
Kaupallisten ja akateemisten kumppaneidensa lisäksi Project Blue on yhteistyö BoldlyGo-instituutin, Mission Centaurin, SETI-instituutin ja Massachusetts Lowellin yliopiston välillä. Sitä johtaa tieteen ja tekniikan neuvoa-antava komitea (STAC), joka koostuu tieteen ja tekniikan asiantuntijoista, jotka ovat omistautuneet avaruuden tutkimiseen ja elämän etsimiseen universumissamme.
Saavuttaakseen tavoitteensa tutkia eksoplaneettoja suoraan, projekti Blue pyrkii hyödyntämään viimeaikaisia muutoksia avaruuden etsinnässä, joihin sisältyy parannettuja välineitä ja metodologiaa, eksoplaneetan havaitsemisnopeutta viime vuosina sekä lisääntynyttä yhteistyötä yksityisen ja julkisen sektorin välillä. Kuten SETI-instituutin toimitusjohtaja Bill Diamond selitti äskettäisessä SETI-lehdistötiedotteessa:
”Sininen projekti perustuu viimeaikaiseen tutkimukseen pyrkiessään osoittamaan, että maapallo ei ole yksin kosmossa planeetana, joka pystyy tukemaan elämää, eikö olisi ihmeellistä nähdä tällainen planeetta lähimmässä naapurimaiden tähtijärjestelmässämme? Tämä on perustava syy, jonka etsimme. ”
Kuten todettiin, käytännöllisesti katsoen kaikki viime vuosikymmenien aikana tehdyt eksoplaneetan löytöt tehtiin epäsuorilla menetelmillä - joista suosituin on Transit Photometery. Tämä menetelmä on mitä Kepler ja K2 operaatiot, joiden avulla löydettiin yhteensä 5 017 eksoplaneetan ehdokasta ja vahvistettiin 2470 eksoplaneetan olemassaolo (joista 30 havaittiin kiertävän heidän tähtensä asutettavissa olevilla alueilla).
Tämä menetelmä koostuu siitä, että tähtitieteilijät tarkkailevat etäällä olevia tähtiä ajoittain kirkkauden laskiessa, jotka johtuvat tähden edestä kulkevasta planeetasta. Mittaamalla nämä laskut tutkijat kykenevät määrittämään planeettojen koon kyseisessä järjestelmässä. Toinen suosittu tekniikka on radiaalinopeus (tai Doppler) -menetelmä, joka mittaa tähden aseman muutoksia tarkkailijaan nähden sen määrittämiseksi, kuinka massiivinen sen planeettajärjestelmä on.
Nämä ja muut menetelmät (yksin tai yhdessä) ovat mahdollistaneet monia löytöjä, jotka on tehty. Mutta toistaiseksi mitään eksoplaneettoja ei ole kuvattu suoraan, mikä johtuu peruuttamisvaikutuksesta, joka tähtiillä on optisissa instrumentissa. Periaatteessa tähtitieteilijät eivät ole pystyneet havaitsemaan valoa, joka heijastuu eksoplaneetan ilmakehästä, koska tähtien tuleva valo on jopa kymmenen miljardia kertaa kirkkaampi.
Haasteena on siis tullut, miten estää tämä valo, jotta planeetat itse voivat tulla näkyviksi. Yksi ehdotettu ratkaisu tähän ongelmaan on NASA: n Starshade-konsepti, jättiläinen avaruusrakenne, joka otettaisiin kiertoradalle avaruusteleskoopin rinnalla (todennäköisimmin James Webbin avaruusteleskooppi). Kiertoradalla ollessaan tämä rakenne sijoittaisi kukanmuotoiset kalvonsa estämään kaukaisten tähtien häikäisyn, jolloin JWST ja muut instrumentit pystyivät kuvaamaan eksoplaneettoja suoraan.
Mutta koska Alpha Centauri on binaarinen järjestelmä (tai kolminaisuus, jos lasketaan Proxima Centauri), on mahdollisuus kuvata niitä ympäröivät planeetat suoraan on vielä monimutkaisempaa. Tämän ratkaisemiseksi Project Blue on kehittänyt suunnitelman kaukoputkesta, joka pystyy vaimentamaan sekä Alpha Centauri A: n että B: n valoa ottaen samalla kuvia kaikista niitä kiertävistä planeetoista. Se on erikoistunut tähtivalon vaimennusjärjestelmä, joka koostuu kolmesta osasta.
Ensinnäkin on coronagraph, instrumentti, joka luottaa moniin tekniikoihin tähtivalon estämiseksi. Toiseksi siellä on muodonmuutospeili, alhaisen asteen aaltorintamaiset anturit ja ohjelmiston ohjausalgoritmit, jotka manipuloivat tulevaa valoa. Viimeiseksi on jälkikäsittelymenetelmä, joka tunnetaan nimellä Orbital Differntial Imaging (ODI), jonka avulla Project Blue -tieteilijä voi parantaa otettujen kuvien kontrastia.
Koska Alpha Centauri -järjestelmä on lähellä maata, se on luonnollinen valinta tällaisen projektin toteuttamiseksi. Vuonna 2012 julkistettiin eksoplaneetta-ehdokas - Alpha Centauri Bb. Vuonna 2015 lisäanalyysi osoitti kuitenkin, että havaittu signaali oli esineissä esineissä oleva esine. Maaliskuussa 2015 julkistettiin toinen mahdollinen eksoplaneetta (Alpha Centauri Bc), mutta myös sen olemassaolo on tullut kyseenalaiseksi.
Laitteella, joka pystyy kuvaamaan tätä järjestelmää suoraan, eksoplaneettojen olemassaolo voitiin lopulta vahvistaa (tai sulkea pois). Kuten Franck Marchis - SETI-instituutin vanhempi planeettojen tähtitieteilijä ja Blue Science -operaation johtava projekti - sanoi projektista:
”Sininen projekti on kunnianhimoinen avaruusoperaatio, joka on suunniteltu vastaamaan perustavanlaatuiseen kysymykseen, mutta yllättävänä on tekniikka, jolla kerätään kuva” vaaleansinisestä pisteestä ”Alpha Centaurin tähtien ympärille. Teknologiaa, jonka avulla havaitsemme 1–10 miljardia kertaa kevyemmän planeetan kuin sen tähti, on testattu laajasti laboratoriossa, ja olemme nyt valmiita suunnittelemaan avaruuskaukoputken tällä välineellä. ”
Jos Projekti Sininen saavuttaa joukkorahoitustavoitteensa, organisaatio aikoo sijoittaa kaukoputken maanläheiseen kiertoradalle (NEO) vuoteen 2021 mennessä. Teleskooppi viettää sitten seuraavat kaksi vuotta tarkkailemalla Alpha Centauri -järjestelmää koronografisella kamerallaan. Kaikki kertoi, että välineen kehittämisen ja sen tarkkailukampanjan päättymisen välillä operaatio kestää kuusi vuotta, mikä on suhteellisen lyhyt aika tähtitieteelliseen tehtävään.
Mahdolliset voitot tästä tehtävästä olisivat kuitenkin uskomattoman syviä. Kuvantamalla suoraan toista planeettaa lähimmässä tähtijärjestelmässä omaamme, Project Blue voisi kerätä elintärkeää tietoa, joka osoittaisi, ovatko planeetalla asutettavissa. Tähtitieteilijät ovat vuosien ajan yrittäneet oppia lisää eksoplaneettojen mahdollisesta asettavuudesta tutkimalla ilmakehänsä läpi kulkevan valon tuottamaa spektritietoa.
Tämä prosessi on kuitenkin rajoitettu massiivisiin kaasu jättiläisiin, jotka kiertävät lähellä vanhempiaansa (ts. “Super-Jupitereita”). Vaikka tähtien asuttamisalueella kiertävien kallioisten planeettojen ilmakehään on ehdotettu erilaisia malleja, niitä ei ole tutkittu suoraan. Siksi, jos projekti osoittautuu onnistuneeksi, projekti Blue sallisi joitain historian suurimmista tieteellisistä löytöistä.
Lisäksi se tarjoaisi tietoja, jotka voisivat olla pitkä matka kohti tietoa tulevaisuuden operaatiosta Alpha Centauriin, kuten Breakthrough Starshot. Tämä ehdotettu operaatio vaatii suuren lasersarjan käyttämistä valopuristin käyttämän nanokoneen kuljettamiseen relativistisille nopeuksille (20% valon nopeudesta). Tällä nopeudella alus saavuttaisi Alpha Centaurin 20 vuoden sisällä ja pystyisi lähettämään tietoja takaisin sarjassa pieniä kameroita, antureita ja antenneja.
Kuten nimestä voi päätellä, Project Blue toivoo saavansa ensimmäiset kuvat “vaaleansinisestä pisteestä”, joka kiertää toista tähteä. Tämä on viittaus Maan valokuvaan, jonka Voyager 1 koetin 19. helmikuuta 1990, kun koetin oli suorittanut pääasiallisen tehtävänsä ja valmistautuessaan poistumaan aurinkojärjestelmästä. Valokuvat on otettu kuuluisan tähtitieteilijän ja tiedekommunikaattorin Carl Saganin pyynnöstä.
Kun katsot valokuvia, Sagan sanoi kuuluisasti: ”Katso uudelleen tuo piste. Se on täällä. Se on koti. Se me olemme. Sillä kaikki rakastat, kaikki tunnet, kaikki, joista olet koskaan kuullut, jokainen ihminen, joka on koskaan ollut, elivät elämänsä. " Sen jälkeen nimi ”vaaleansininen piste” tuli synonyymeksi maapallolle ja herätti pelkoa ja ihmettelee, että Matka 1 valokuvat herätettiin.
Viime aikoina muut "vaaleansininen piste" -valokuvat on katkaistu esimerkiksi Cassini-kiertäjä. Kuvaamalla Saturnia ja sen rengasjärjestelmää kesällä 2013, Cassini onnistui kaappaamaan kuvia, jotka osoittivat Maan taustalla. Etäisyyden vuoksi Maa näytti jälleen pienenä valopisteenä avaruuden pimeyttä vastaan.
Sen lisäksi, että vedotaan joukkorahoitukseen ja useiden voittoa tavoittelemattomien organisaatioiden osallistumiseen, tällä halpakustannustehtävällä pyritään myös hyödyntämään avaruustutkimuksen kasvavaa trendiä - joka on avoin osallistuminen ja yhteistyö tiedelaitosten ja kansalaistutkijoiden välillä. Tämä on yksi Project Blue -yrityksen päätavoitteista, joka on saada kansalaiset mukaan ja kouluttaa heitä avaruuden tutkimuksen tärkeydestä.
Kuten BoldlyGo-instituutin toimitusjohtaja Jon Morse selitti:
”Avaruustutkimuksen tulevaisuudella on rajaton potentiaali vastata perusteellisiin kysymyksiimme olemassaolostamme ja kohtalostamme. Avaruustutkimus on kulmakivi tällaisten kysymysten tutkimisessa. Sininen projekti pyrkii saamaan globaalin yhteisön osallistumaan tehtävään etsiä asuttavia planeettoja ja elämää maan ulkopuolella. ”
Tämän artikkelin kirjoittamisen jälkeen Project Blue on onnistunut keräämään 125 561 dollaria USD 175 000 dollarin tavoitteestaan. Projektin sininen Indiegogo -kampanja on avoinna vielä 11 päivän ajan kiinnostuneille tämän projektin tuesta. Ja muista tarkistaa myös heidän mainosvideo:
