Οι επιστήμονες σχεδιάζουν ιδιωτική αποστολή για να κυνηγήσουν τη Γη γύρω από τον Άλφα Κενταύρου
Υπάρχουν κατοικήσιμοι κόσμοι στο πλησιέστερο αστρικό σύστημα στο δικό μας, τον Άλφα Κενταύρου; Για χρόνια οι επιστήμονες προσπαθούσαν να απαντήσουν σε αυτό το ερώτημα, προσπαθώντας ανεπιτυχώς να διαπεράσουν την ακαταμάχητη λάμψη των δύο αστεριών που μοιάζουν με τον ήλιο, του Άλφα Κενταύρου Α και Β, για να δουν σημάδια πλανητών σε τροχιά (ένα τρίτο μέλος του συστήματος, το αστέρι του κόκκινου νάνου Proxima Centauri, είναι ήδη γνωστό ότι διαθέτει τουλάχιστον έναν σύντροφο).
Η επιστημονική ανταμοιβή για την αποκάλυψη της πλανητικής ακολουθίας του Alpha Centauri θα μπορούσε να είναι τεράστια. Σε απόσταση μικρότερη των τεσσάρων ετών φωτός μακριά, σε απόσταση αναπνοής σε κοσμικές αποστάσεις, αυτά τα αστέρια είναι δελεαστικά κοντά — ακριβώς στο κατώφλι της ουράνιας πόρτας μας. Οποιοιδήποτε πλανήτες εκεί θα ήταν πρωταρχικοί στόχοι για περαιτέρω μελέτη, αλλά οι κόσμοι που μοιάζουν με τη Γη που δυνητικά φιλοξενούν ζωή θα ήταν ο μεγαλύτερος από όλους. Τώρα μια ομάδα επιστημόνων σχεδιάζει να διεξαγάγει μια έρευνα για τέτοιους κόσμους όπως ποτέ άλλοτε, χρησιμοποιώντας ένα τηλεσκόπιο με ιδιωτική χρηματοδότηση για να φέρει επανάσταση στη γνώση μας για τον Άλφα Κενταύρου. «Έχουμε αυτή τη μοναδική ευκαιρία να αποκαλύψουμε εάν υπάρχει πλανήτης «κατοικήσιμης ζώνης» στο σύστημα», λέει ο Olivier Guyon από το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, μέλος της ομάδας του τηλεσκοπίου. "Αυτό είναι κάτι που δεν έχει ξαναγίνει."
Αυτό το σχετικά χαμηλού κόστους τηλεσκόπιο, που ονομάζεται Toliman, έχει εξασφαλίσει χρηματοδότηση άνω των 500.000 δολαρίων από την αυστραλιανή κυβέρνηση για να συνεχίσει την ανάπτυξη, ανακοίνωσε η ομάδα στις 16 Νοεμβρίου 2021. Με επικεφαλής τον Peter Tuthill του Πανεπιστημίου του Σίδνεϊ, ο οποίος με τους συναδέλφους του επινόησε για πρώτη φορά Η ιδέα του Toliman πριν από αρκετά χρόνια, το τηλεσκόπιο είχε λάβει προηγουμένως υποστήριξη από το Εργαστήριο Jet Propulsion της NASA, την εταιρεία διαστημικής μηχανικής Saber Astronautics στην Αυστραλία και το Breakthrough Initiatives με έδρα την Καλιφόρνια, που χρηματοδοτήθηκε από τον τεχνολογικό δισεκατομμυριούχο Γιούρι Μίλνερ.
Το μικρό τηλεσκόπιο σε μέγεθος κουτιού παπουτσιών σχεδιάζεται με έναν συγκεκριμένο στόχο:αναζητήστε πλανήτες στο σύστημα Άλφα του Κενταύρου, συγκεκριμένα οποιονδήποτε στην κατοικήσιμη ζώνη του, στην περιοχή που θερμαίνεται από το φως των αστεριών στην οποία θα μπορούσε να παραμείνει υγρό νερό σε μια βραχώδη επιφάνεια του κόσμου. Θα το κάνει με τρόπο που κανένα άλλο τηλεσκόπιο δεν μπορεί να ταιριάξει ακόμη. Ο στόχος είναι να ολοκληρωθεί και να εκτοξευθεί το τηλεσκόπιο στην τροχιά της Γης έως το 2023, έτοιμο να ξεκινήσει την αναζήτησή του από το διάστημα. «Αυτή η ανακοίνωση είναι φανταστική», λέει η Sara Seager του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης, κυνηγός πλανητών που δεν έχει σχέση με το έργο. "Είναι φανταστικό να βλέπεις ιδιωτικά ιδρύματα να επιταχύνουν την αναζήτησή μας για να βρούμε μια άλλη Γη."
Έχουν γίνει πολλές προσπάθειες για να βρεθούν οι πλανήτες του Άλφα Κενταύρου, με διαφορετικά επίπεδα επιτυχίας. Το 2012 οι επιστήμονες νόμιζαν ότι είχαν βρει έναν πλανήτη σε τροχιά γύρω από τον Άλφα Κενταύρου Β, που ονομάστηκε Alpha Centauri Bb, αλλά το 2015 άλλοι ερευνητές φαινομενικά απέκλεισαν την ύπαρξη του πλανήτη. Οι έρευνες του Proxima Centauri έχουν αποδειχθεί πιο καρποφόρες, αποκαλύπτοντας έναν κόσμο πιθανότατα στο μέγεθος της Γης που ονομάζεται Proxima b. Ένας άλλος πλανήτης - ο Proxima c - έχει επίσης υπαινιχθεί. Εν τω μεταξύ, στις αρχές του 2021, ένας πιθανός κόσμος μεγέθους Ποσειδώνα μπορεί να έχει βρεθεί σε τροχιά γύρω από τον Άλφα Κενταύρου Α.
Το Toliman, ένα αρχαίο αραβικό όνομα που δόθηκε στον Άλφα Κενταύρου που, σε αυτήν την περίπτωση, σημαίνει επίσης το Telescope for Orbital Locus Interferometric Monitoring of our Astronomical Neighborhood, έχει σχεδιαστεί για να κυνηγά πλανήτες γύρω από τον Άλφα Κενταύρου Α και Β. Μέρη του τηλεσκοπίου είναι " ήδη υπό σύμβαση» για την κατασκευή, λέει ο Tuthill, και ένας πρόδρομος της αποστολής για τη δοκιμή της τεχνολογίας, που ονομάζεται Toliboy, εκτοξεύτηκε το 2021 στον δορυφόρο CUAVA-1 στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Οι εργαστηριακές δοκιμές και εργασίες προσομοίωσης έχουν ξεκινήσει στο Πανεπιστήμιο του Σίδνεϊ σχετικά με τις τεχνολογίες για το Toliman, λέει ο Tuthill, με την ομάδα να εργάζεται τώρα σε ένα πρωτότυπο πλήρους κλίμακας. Αν και ορισμένες πτυχές της αποστολής δεν έχουν ακόμη διευθετηθεί, όπως η βόλτα με τον πύραυλο στο διάστημα και ο σταθμός της στην τροχιά της Γης, η ίδια η τεχνολογία είναι σε μεγάλο βαθμό έτοιμη να ξεκινήσει. «Τα εξαρτήματα αυτού του [τηλεσκοπίου] είναι αρκετά ώριμα», λέει ο Guyon, ο οποίος είναι επίσης πρόεδρος του έργου Breakthrough Watch στο πλαίσιο του Milner's Breakthrough Initiatives, το οποίο έχει στόχο την εύρεση πλανητών γύρω από τον Άλφα Κενταύρου και άλλα κοντινά αστέρια. "Μπορούν να κατασκευαστούν σήμερα."
Το κύριο χαρακτηριστικό του τηλεσκοπίου είναι να κάνει χρήση της δυαδικής φύσης των Άλφα Κενταύρων Α και Β, τα οποία χωρίζονται ελαφρώς περισσότερο από την απόσταση Ουρανού-Ήλιου, για να διερευνήσει την ύπαρξη πλανητών σε κατοικήσιμη ζώνη κάθε αστεριού. Το τηλεσκόπιο θα χρησιμοποιήσει μια τεχνολογία γνωστή ως διαθλαστική κόρη για να μελετήσει τα αστέρια, μια μετασχηματιστική προσέγγιση που χρησιμοποιεί «ένα λίγο οπτικό τέχνασμα», λέει ο Tuthill. Αντί να τραβάει εικόνες πολύ υψηλής ανάλυσης των αστεριών, το τηλεσκόπιο πλάτους 12 εκατοστών θα διαχέει το φως από τα αστέρια σε χιλιάδες pixel, δημιουργώντας μια περίτεχνη εικόνα με μοτίβο εντός της οποίας ένα είδος φωτονικού δακτυλικού αποτυπώματος της χωρικής θέσης κάθε αστεριού στο φαίνεται ο ουρανός. Από αυτά τα δεδομένα, οι επιστήμονες ελπίζουν να δουν μικροσκοπικές μετατοπίσεις στη θέση κάθε άστρου που προκαλούνται από τη βαρυτική έλξη οποιωνδήποτε πλανητών σε τροχιά. Αυτή η εργασία - μια λεγόμενη αστρομετρική μέτρηση - γίνεται πολύ πιο απλή λόγω της παρουσίας δύο αστέρων παρά ενός, επιτρέποντας την ακριβέστερη μέτρηση της απόστασης μεταξύ των δύο αστεριών. «Το Alpha Centauri είναι απλώς μια πάπια που κάθεται για αυτή τη συγκεκριμένη τεχνική», λέει ο Tuthill. "Είναι σχεδόν σαν το σύμπαν να το έβαλε εκεί για τη συγκεκριμένη αποστολή."
Αστρομετρικές παρατηρήσεις δύο ετών με τον Toliman θα επιτρέψουν στην ομάδα να αποκαλύψει την παρουσία - ή την απουσία - πλανητών που βρίσκονται σε τροχιά παρόμοιας απόστασης με τη Γη, δηλαδή εντός της κατοικήσιμης ζώνης του Alpha Centauri A ή B. Αλλά η μεγαλύτερη δύναμη της αστρομετρίας είναι αναμφισβήτητα η ικανότητά του να παρέχει στους αστρονόμους ακριβείς μετρήσεις της μάζας οποιωνδήποτε νεοανακαλυφθέντων πλανητών, αξιολογώντας τη δύναμη της βαρυτικής έλξης κάθε κόσμου στα αστέρια. Οι περισσότερες άλλες τεχνικές ανίχνευσης πλανητών δίνουν μόνο εκτιμήσεις μάζας, θολώνοντας την παρατηρητική διάκριση μεταξύ, για παράδειγμα, ενός «μίνι-Ποσειδώνα» με κάλυμμα αερίου και μιας βραχώδους σφαίρας που μοιάζει περισσότερο με τη Γη.
Υπάρχουν, ωστόσο, μικρά μειονεκτήματα:οι μελέτες του Toliman δεν θα αποκαλύψουν αρχικά σε ποιο από τα δύο αστέρια περιφέρονται τέτοιοι πλανήτες. Αλλά θα ξέραμε με σχεδόν βεβαιότητα εάν υπάρχουν στο σύστημα πλανήτες δυνητικά κατοικήσιμοι γήινης μάζας. «Θα είμαστε σε θέση να πούμε αν πρόκειται για κατοικήσιμη ζώνη ή για πλανήτη με γήινη μάζα», λέει ο Tuthill. "Εάν εντοπίσουμε κάτι, ελπίζουμε ότι θα προκαλέσει μια χρυσή βιασύνη και οι άνθρωποι θα το ακολουθήσουν με πιο εξελιγμένες αποστολές."
Η αποστολή Toliman προαναγγέλλει δύο ενδιαφέρουσες εξελίξεις στην επιστήμη των εξωπλανητών. Η πρώτη είναι η χρήση ιδιωτικών κεφαλαίων, αντί της αποκλειστικής υποστήριξης από διαστημικές υπηρεσίες και άλλους κυβερνητικούς θεσμούς, για τη διεξαγωγή της διαστημικής επιστήμης εκτός κόσμου, εστιάζοντας σε μια τυχαία προσπάθεια χωρίς εγγύηση επιτυχίας. «Αυτοί οι τύποι αποστολών υψηλού κινδύνου ήταν πολύ δύσκολο να πουληθούν σε δημόσιους οργανισμούς χρηματοδότησης επειδή υπάρχει πιθανότητα να μην υπάρχει πλανήτης στο σύστημα Άλφα Κενταύρου», λέει ο Guyon, ωστόσο οι πιθανές ανταμοιβές είναι μεγάλες. «Αν υπάρχει κάτι, θα ξέραμε ότι το πλησιέστερο αστρικό σύστημα σε εμάς έχει έναν [δυνητικά] κατοικήσιμο πλανήτη. Θα άλλαζε εντελώς τα σχέδια για τις υπηρεσίες». Το έργο σηματοδοτεί επίσης μια πολύ περιζήτητη στροφή, από την εύρεση χιλιάδων εξωπλανητών τις τελευταίες δύο δεκαετίες στη μελέτη ορισμένων αστρικών συστημάτων με πλούσια λεπτομέρεια. «Είχαμε αυτή την τάση να βρίσκουμε τόσους πολλούς πλανήτες», λέει ο Seager. "Αλλά μερικοί από εμάς στην κοινότητα είμαστε έτοιμοι να επικεντρωθούμε σε μεμονωμένα αστέρια."
Η Emily Rickman του Επιστημονικού Ινστιτούτου Διαστημικού Τηλεσκοπίου στη Βαλτιμόρη λέει ότι η τεχνολογία πίσω από το τηλεσκόπιο Toliman είναι «συναρπαστική» δεδομένης της εγγύτητας αυτών των αστεριών με το δικό μας. «Το να βρούμε οποιαδήποτε υπόσχεση εξωγήινης ζωής στην ουράνια αυλή μας θα ήταν πολύ μεγάλη υπόθεση», λέει. Ακόμα κι αν δεν εντοπίσει τίποτα, η αποστολή θα θέσει χρήσιμους περιορισμούς στο σύστημα Alpha Centauri. "Εάν δεν βρεθεί τίποτα, αυτό είτε θα μας πει ότι υπάρχει κάτι εξαιρετικά μικροσκοπικό και κοντά στο αστέρι που δεν μπορούμε να δούμε ή δεν υπάρχει τίποτα γύρω από αυτά τα αστέρια", λέει, κάτι που θα ήταν ένα ενδιαφέρον και πολύτιμο αποτέλεσμα από μόνο του.
Ο Tuthill λέει ότι υπάρχουν δευτερεύοντες στόχοι που θα μπορούσαν να εξεταστούν μετά το Alpha Centauri, επίσης με το τηλεσκόπιο Toliman, δηλαδή άλλα κοντινά δυαδικά συστήματα όπως το 61 Cygni, το οποίο απέχει 11 έτη φωτός. Αλλά αυτά τα άλλα αστέρια δεν είναι αρκετά κοντά για να έχουν τόση ακρίβεια, και έτσι θα μπορούσαν να ερευνηθούν μόνο για μεγαλύτερους, πιθανώς λιγότερο κατοικήσιμους κόσμους. «Θα ελπίζαμε να φτάσουμε σε υπερ-Γαίες ή Ποσειδώνες» σε μάζα για τον εντοπισμό πλανητών γύρω από αυτά τα άλλα αστέρια, λέει ο Tuthill.
Προς το παρόν πάντως πρωταρχικός στόχος είναι το Άλφα Κενταύρου, με την πιθανότητα μιας τιτάνιας ανακάλυψης στον ορίζοντα. Μέσα σε λίγα μόλις χρόνια μπορεί να γνωρίζουμε εάν ένας ή περισσότεροι δυνητικά κατοικήσιμοι κόσμοι γήινης μάζας υπάρχουν εκεί, τόσο κοντά που θα μπορούσαμε να επιδιώξουμε όχι μόνο να τους μελετήσουμε με τηλεσκόπια αλλά και να τους επισκεφτούμε, προσεγγίζοντας μέσω ρομποτικών ανιχνευτών που εκτοξεύονται σε όλο το διαστρικό έγκατα. Προτάσεις για τέτοια ταξίδια υπάρχουν ήδη, συμπεριλαμβανομένου του πιο φωτισμένου συγγενή του Breakthrough Watch, Breakthrough Starshot, ενός αδελφού έργου από το Breakthrough Initiatives που στοχεύει να στείλει μικροσκοπικά διαστημόπλοια με ίσως το ένα δέκατο της ταχύτητας του φωτός προς τον Άλφα Κενταύρου. Η Toliman θα παρείχε βασικά δεδομένα για την υποστήριξη μιας τέτοιας πολυδεκαετίας αποστολής.
«Γνωρίζουμε ότι υπάρχει τουλάχιστον ένας πλανήτης στο σύστημα, ο Proxima b», λέει ο Pete Worden, εκτελεστικός διευθυντής των Breakthrough Initiatives. «Εάν τελικά επιβεβαιώσουμε ότι ο Άλφα Κενταύριος Α και Β δεν έχουν δυνητικά ζωοφόρους πλανήτες, τότε μάλλον θα επικεντρωνόμουν στο Proxima». Εάν όλα πάνε σύμφωνα με το σχέδιο, μπορεί να μην έχουμε πολύ καιρό πριν το μάθουμε.
