Телескопът SHERA ще търси двойници на Земята в двойни звездни системи

Астрономи представиха проект за космически телескоп, наречен SHERA, чиято цел ще бъде да открива скалисти екзопланети с маса, близка до земната, в обитаемите зони на двойни звезди.

Около половината от звездите, подобни на Слънцето, в близост до нашата Слънчева система имат гравитационно свързани компаньони.

Учените планират да използват тази връзка, за да измерват с изключителна точност взаимното им отместване и по този начин да откриват планети от земен тип.

Съвременните инструменти все още не са в състояние да намират пълни аналози на Земята.

Транзитният метод, използван от телескопи като „Кеплер“ и TESS, е ефективен само когато орбитата на планетата е прецизно ориентирана спрямо наблюдателя на Земята.

Методът на радиалните скорости пък се сблъсква с ограничения в точността поради активността на повърхността на звездите.

Докато съвременните спектрографи могат да различат колебания от 50 см в секунда, Земята влияе на Слънцето със скорост от едва 9 см в секунда.

Класическата астрометрия, прилагана от телескопа „Гая“, определя координатите на звездите спрямо далечни фонови обекти с точност до 100 микросекунди дъга. Но аналог на Земята на разстояние 33 светлинни години би предизвикал отместване от едва 0,3 микросекунди дъга.

SHERA предлага решение на този технологичен проблем чрез метода на относителната астрометрия

Малък телескоп с огледало с диаметър 22 сантиметра ще наблюдава двойка ярки и близко разположени звезди, измервайки разстоянието между тях.

Тъй като звездите са гравитационно свързани и се движат синхронно, фонът от далечни звезди спира да бъде източник на смущения.

Ако около една от звездите обикаля планета, разстоянието между двете светила ще се променя периодично.

За да регистрират тези микроскопични отмествания, учените ще нанесат върху огледалото специална дифракционна решетка чрез електронно-лъчева литография.

Тя ще действа като оптична линийка, разпределяйки светлината равномерно по пикселите, за да се неутрализират микродефектите на сензора, и ще анализира спектралните линии, за да разграничи звездните петна от гравитационното влияние на планетата.

Изследователският екип е подбрал седем близки звездни системи в радиус от 17 парсека от Земята

Според изчисленията на авторите мисията може да открие около четири малки планети с температура, подходяща за живот.

Ако телескопът регистрира по-малко от два такива свята, това ще бъде доказателство, че близкото съседство на звездите пречи на формирането на планети в обитаемата зона.

Събраните данни ще бъдат комбинирани с измервания от наземни спектрографи.

Концепцията на SHERA надгражда идеите на апарата TOLIMAN (стандарт 16U CubeSat), създаден за системата Алфа Кентавър.

Тринадесет от четиринадесетте целеви звезди на мисията са включени в списъка с ключови обекти за бъдещата флагманска Обсерватория за обитаеми светове (Habitable Worlds Observatory).

Ако SHERA предварително потвърди съществуването на планети, това може да спести до 40% от работното време на големия телескоп, чието изстрелване е планирано за края на 30-те или началото на 40-те години на XXI век.

В момента проектът е публикуван като научна статия в хранилището за препринти arXiv и се разглежда като кандидат за държавно или частно финансиране.