Охотник за жизнью: Учёные предлагают усовершенствовать новый космический телескоп

Будущая космическая обсерватория NASA «Обсерватория обитаемых миров» (HWO) задумана как главный инструмент человечества для поиска признаков жизни за пределами Солнечной системы. Её ключевая задача — проанализировать атмосферы как минимум 25 землеподобных экзопланет в поисках биомаркеров, таких как кислород и метан.

Однако, как отмечается в новой статье Фабьена Малбета из Университета Гренобль-Альпы, для выполнения этой миссии одного лишь мощного коронографа (прибора, блокирующего свет звезды) может быть недостаточно. Учёные предлагают оснастить HWO вторым, дополнительным инструментом — высокоточным астрометром.

Зачем нужен второй инструмент?

Астрометр позволит измерять ничтожные «покачивания» звезды на небе, вызванные гравитационным влиянием обращающихся вокруг неё планет. Его предполагаемая точность — 0.5 микросекунды дуги — сделает его в 400–600 раз точнее космического телескопа «Gaia», самого совершенного на сегодня охотника за планетами.

С таким инструментом HWO сможет обнаружить планеты размером с Землю у сотен ближайших звёзд, создав обширный список целей для последующего детального изучения их атмосфер коронографом. Это кардинально повысит шансы миссии на успех.

Технологический прорыв: как достичь рекордной точности

Главный враг астрометрии — ошибки и шумы. Чтобы побороть их, авторы предлагают два решения:

1. Детектор калибровочный блок (DCU): Это устройство будет проецировать на сенсор калибровочную сетку из светлых и тёмных полос, позволяя с ювелирной точностью определять и компенсировать малейшие искажения и смещения каждого пикселя.

    

2. Множественные измерения: Для подтверждения планеты потребуется более 100 отдельных измерений её звезды на протяжении 3–4 лет миссии. Это позволит усреднить и нивелировать случайные ошибки, оставшиеся после калибровки.

Неожиданный бонус: охота на тёмную материю

Высокоточная астрометрия может революционизировать не только поиск экзопланет. У неё есть потенциал в решении одной из величайших загадок астрофизики — природы тёмной материи.

Согласно теории «холодной тёмной материи» (CDM), в центрах галактик должны находиться плотные «острия» (cusps) этой невидимой субстанции. Однако наблюдения показывают, что её распределение больше похоже на «ядра» (cores) с постоянной плотностью.

Астрометр HWO сможет обнаружить сверхслабые искажения света далёких звёзд, вызванные гравитационным линзированием на гипотетических «остриках» тёмной материи. Это позволит проверить, существуют ли они на самом деле, и понять, что «разглаживает» тёмную материю — взрывы сверхновых или её неизвестные фундаментальные свойства.

Предлагаемая технология — не просто теория. Доктор Малбет и его коллеги ранее разрабатывали схожую концепцию в рамках миссии «Theia», которая предлагалась как отдельный телескоп. Интеграция этого готового решения в проект HWO выглядит логичным и экономичным шагом.

Хотя активная фаза разработки HWO начнётся не раньше 2030-х годов, а запуск ожидается лишь в 2040-х, именно сейчас, на этапе проектирования, закладываются его ключевые возможности. Решение о включении астрометра в состав приборов ещё не принято.

Установка этого инструмента потребует от менеджеров проекта смелости и готовности к умеренному усложнению аппарата. Однако награда за этот шаг неизмерима: вместо поиска иголки в стоге сена HWO получит точную карту, показывающую, где именно искать эти «иголки» — потенциальные обитаемые миры.

Это превратит миссию из амбициозной в по-настоящему эффективную, значительно увеличив шансы на открытие, которое навсегда изменит наше место во Вселенной: мы не одиноки.