Menemukan planet seperti bumi hampir tidak mungkin karena bintang -bintang menenggelamkannya dalam kecerahan. Desain teleskop konvensional gagal, tetapi teleskop inframerah persegi panjang yang diusulkan dapat menyelesaikannya. Ini mungkin mengekspresikan selusin dunia yang menjanjikan dalam 30 tahun, membuka jalan untuk melihat tanda -tanda kehidupan.
Asal peran kehidupan dan air
Bumi adalah satu -satunya tempat yang kita ketahui tentang kehidupan yang mengakomodasi, dan setiap makhluk hidup di sini tergantung pada air cair untuk memberikan kekuatan reaksi kimia yang penting. Organisme sederhana dan berselingkuh telah ada hampir selama planet itu sendiri, tetapi butuh sekitar tiga miliar tahun sebelum organisme multiseluler yang lebih kompleks dikembangkan. Manusia, sebagai perbandingan, hanya ada untuk sebagian kecil dari sejarah bumi dari seribu sepanjang zaman.
Garis waktu ini menunjukkan bahwa kehidupan dapat muncul cukup sering di planet -planet di mana air cair hadir, tetapi makhluk cerdas yang dapat mengeksplorasi kosmos mungkin jauh lebih sedikit. Jika kita berharap menemukan kehidupan di luar bumi, kita mungkin perlu menjangkau secara langsung.
Batas perjalanan ruang angkasa dan target pencarian
Tantangannya adalah bahwa ruang sangat luas, dan hukum fisika mencegah kita memindahkan atau berkomunikasi lebih cepat daripada kecepatan cahaya. Pembatasan yang berarti hanya bintang terdekat dengan matahari kita yang dapat dieksplorasi secara realistis dalam kehidupan manusia, bahkan dengan robot penyelidikan. Di antara mereka, kandidat terbaik adalah bintang yang sangat mirip dengan sinar matahari dan suhu kita. Bintang -bintang seperti itu hidup cukup lama dan tetap cukup stabil untuk memungkinkan kehidupan yang kompleks berkembang.
Saat ini, para astronom telah mengidentifikasi sekitar 60 bintang seperti matahari dalam jarak sekitar 30 tahun cahaya dari bumi. Planet -planet yang mengelilingi bintang -bintang ini yang memiliki ukuran dan suhu yang mirip dengan tanah, di mana tanah padat dan air cair mungkin ada, dianggap sebagai tempat yang paling menjanjikan untuk dilihat.
Kecerahan bintang yang luar biasa
Mengamati seperti bumi Exoplanet Secara terpisah dari orbiting bintang adalah tantangan utama. Bahkan dalam skenario terbaik, bintang ini sejuta kali lebih terang dari planet ini; Jika kedua objek melarikan diri bersama, tidak ada harapan untuk mendeteksi planet ini.
Teori optik mengatakan bahwa resolusi terbaik yang dapat diperoleh dalam gambar teleskop tergantung pada ukuran teleskop dan panjang gelombang cahaya yang diamati. Planet -Planet dengan air cair memberikan paling ringan pada panjang gelombang sekitar 10 mikron (lebar rambut manusia yang tipis dan 20 kali panjang gelombang khas cahaya yang terlihat). Pada panjang gelombang ini, teleskop perlu mengumpulkan cahaya pada jarak setidaknya 20 meter untuk memiliki resolusi yang cukup untuk memisahkan bumi dari matahari pada jarak 30 tahun cahaya.
Selain itu, teleskop harus berada di ruang angkasa, karena melihat melalui atmosfer bumi akan terlalu kabur dalam gambar. Namun, teleskop luar angkasa terbesar kami – James Webb Space Telescope (JWST) – Hanya berdiameter 6,5 meter, dan teleskop sangat sulit diluncurkan.
Konsep dan tantangan teleskop alternatif
Karena menyebarkan teleskop ruang angkasa 20 meter tampaknya tidak dicapai dengan teknologi saat ini, para ilmuwan telah mengeksplorasi beberapa pendekatan alternatif. Satu melibatkan peluncuran banyak teleskop yang lebih kecil yang mempertahankan jarak yang sangat akurat di antara mereka, sehingga seluruh set bertindak sebagai teleskop dengan diameter besar. Tapi, mempertahankan posisi pesawat ruang angkasa yang dibutuhkan ketepatan (yang harus dikalibrasi dengan ukuran molekul khas) saat ini juga tidak layak.
Proposal lain menggunakan cahaya panjang gelombang yang lebih pendek, sehingga teleskop yang lebih kecil dapat digunakan. Namun, dalam cahaya yang terlihat, bintang -bintang seperti matahari lebih dari 10 miliar kali lebih terang dari Bumi. Di luar kemampuan kami saat ini untuk memblokir cahaya bintang yang cukup untuk dapat melihat planet ini dalam hal ini, bahkan jika, pada prinsipnya, gambar memiliki resolusi yang cukup tinggi.
Satu ide untuk memblokir cahaya bintang yang melibatkan penerbangan pesawat ruang angkasa yang disebut 'Starshade' adalah puluhan meter, pada jarak puluhan ribu mil di depan teleskop luar angkasa, sehingga persis menghalangi cahaya dari bintang sementara cahaya dari planet planet tidak diblokir. Namun, rencana ini mensyaratkan bahwa dua pesawat ruang angkasa diluncurkan (teleskop dan starshade). Selain itu, mengarahkan teleskop ke bintang yang berbeda akan perlu memindahkan ribuan mil, menggunakan sejumlah besar bahan bakar.
Desain baru yang berani: teleskop persegi panjang
Dalam makalah kami, kami mengusulkan alternatif yang lebih baik. Kami menunjukkan bahwa dimungkinkan untuk menemukan planet terdekat, seperti bumi yang mengorbit bintang seperti matahari dengan teleskop yang memiliki ukuran yang sama dengan JWST, yang beroperasi pada panjang gelombang inframerah yang sama (10 mikron) dengan JWST, dengan cermin yang merupakan persegi panjang dengan 20 meter, tidak dengan diameter lingkaran 6,5 meter.
Dengan cermin dari bentuk dan ukuran ini, kita dapat memisahkan bintang dari exoplanet menuju cermin teleskop panjang 20 meter. Untuk menemukan exoplanet dalam posisi apa pun di sekitar bintang -bintang, cermin dapat diputar sehingga sumbu panjang kadang -kadang selaras dengan bintang dan planet. Kami menunjukkan bahwa desain ini pada prinsipnya dapat menemukan setengah dari semua planet seperti bumi yang mengorbit bintang seperti sinar matahari dalam 30 tahun dalam waktu kurang dari tiga tahun. Sementara desain kami akan membutuhkan rekayasa dan optimalisasi lebih lanjut sebelum kemampuannya dijamin, tidak ada persyaratan yang jelas yang memerlukan pengembangan teknologi yang intens, seperti ide -ide terkemuka lainnya.
Menuju Bumi 2.0: Pencarian Hidup
Jika ada sekitar satu planet seperti bumi yang mengorbit bintang rata -rata seperti matahari, maka kita akan menemukan sekitar 30 planet yang menjanjikan. Studi tindak lanjut dari planet-planet ini dapat mengidentifikasi mereka yang memiliki atmosfer yang menunjukkan keberadaan kehidupan, misalnya, oksigen terbentuk melalui fotosintesis. Untuk kandidat yang paling menjanjikan, kami dapat mengirim investigasi yang pada akhirnya akan menyoroti gambar dari permukaan planet ini. Teleskop persegi panjang dapat memberikan cara langsung untuk mengidentifikasi planet Sister kita: Earth 2.0.
Referensi: “Kasus untuk teleskop ruang angkasa persegi panjang untuk menemukan exoplanet” oleh Heidi Jo Newberg, Leaf Swordy, Richard K. Barry, Marina Cusins, Kerrigan Nish, Sarah Rickborn dan Sebastian Todeasa, 30 Juni 2025, Perbatasan dalam Ilmu dan Ruang Astronomi.
Dua: 10.3389/FSPAS.2025.1441984
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan Buletin ScitechDaily.
NewsRoom.id
