Viața extraterestră ar putea fi descoperită prin simpla modificare a formei telescoapelor

Pentru a găsi planete similare Pământului, capabile să susțină viața, s-ar putea să avem nevoie de o schimbare radicală a modului în care privim stelele: trecerea de la telescoapele circulare tradiționale la un design extrem de dreptunghiular. Un nou studiu sugerează că această formă neconvențională ar putea depăși limitele actuale ale unor instrumente precum Telescopul Spațial James Webb (JWST), oferindu-ne cea mai bună șansă de a detecta o lume extraterestră.

De la perfecționarea telescopului de către Galileo Galilei, tehnologia a evoluat exponențial. Deși materialele, dimensiunile și locațiile s-au schimbat, principiul de bază a rămas același: o configurație circulară în care oglinzile și lentilele captează și direcționează lumina. Însă, conform unui nou articol, tocmai această formă ar putea fi un obstacol în calea uneia dintre cele mai mari ambiții ale umanității.

Limitele giganților spațiali

Telescoapele avansate, precum Hubble, JWST, Very Large Telescope sau Vera C. Rubin sunt adevărate minuni ale ingineriei. Cu toate acestea, fiecare invenție are limitele sale, iar găsirea unei planete gemene cu Pământul pare să se afle dincolo de capacitățile lor actuale.

O planetă „Pământ 2.0” ar necesita prezența apei, a cărei semnătură spectrală este cel mai bine observată în spectrul infraroșu mediu, la o lungime de undă de 10 microni. JWST poate detecta această lumină, însă se confruntă cu două probleme majore: rezoluția și lumina copleșitoare a stelei-gazdă.

Pentru a distinge o planetă asemănătoare Pământului care orbitează o stea la o distanță similară Pământ-Soare, situată la aproximativ 30 de ani-lumină, un telescop ar avea nevoie de o oglindă circulară cu un diametru de 20 de metri. Oglinda lui JWST, cea mai mare lansată vreodată în spațiu, măsoară doar 6,5 metri. Construirea și lansarea unei oglinzi de 20 de metri – de aproape 15 ori mai mare – este imposibilă cu tehnologia actuală, având în vedere complexitatea extremă a procesului de desfășurare pe care l-a necesitat JWST.

Provocarea blocării luminii stelare

O strategie alternativă este observarea în lumină vizibilă. Aici, însă, provocarea devine și mai mare. La aceste lungimi de undă, o stea de tipul Soarelui este de aproximativ 10 miliarde de ori mai strălucitoare decât o planetă ca Pământul. Blocarea acestei lumini intense cu o precizie extremă este fundamentală. Strălucirea stelei ar pătrunde pe lângă orice obstacol simplu.

O soluție îndrăzneață, aflată în dezvoltare, implică un sistem format din două nave spațiale: un „parasolar” care zboară în fața telescopului pentru a crea o eclipsă artificială. Principiul a fost demonstrat cu succes de misiunea Proba-3, care folosește două nave ce zboară în formație la o distanță de 150 de metri una de cealaltă. Însă, pentru a fi eficient în detectarea exoplanetelor, un astfel de parasolar ar trebui să fie poziționat la zeci de mii de metri distanță de telescop, o provocare inginerească colosală.

Ar putea simpla modificare a formei telescoapelor să fie soluția?

Pentru a depăși aceste obstacole, o echipă de cercetători condusă de profesorul Heidi Newberg de la Institutul Politehnic Rensselaer propune o soluție inovatoare: o oglindă dreptunghiulară cu un raport de aspect foarte mare, măsurând 1 metru pe 20 de metri.

Acest design ar oferi puterea de rezoluție a unei oglinzi de 20 de metri, esențială pentru a separa lumina planetei de cea a stelei, dar cu o suprafață totală mai mică decât cea a lui JWST. Deși implementarea sa vine cu propriile provocări tehnice, designul ar putea reprezenta un compromis câștigător. Conform estimărilor echipei, un astfel de telescop ar fi capabil să fotografieze direct 27 de planete de dimensiunea Pământului, situate pe o rază de 30 de ani-lumină de noi.

e

Provocarea curentă	Inovația dreptunghiulară
Limita de dimensiune: O oglindă circulară de 20m (necesară pentru a vedea un „Pământ 2.0″) este considerată imposibil de construit și lansat. Telescopul JWST are doar 6,5m.	Eficiență maximă: O oglindă de 1m x 20m oferă aceeași rezoluție de 20m, dar cu o suprafață mult mai mică, făcând proiectul fezabil.
Strălucire copleșitoare: O stea-gazdă este de 10 miliarde de ori mai strălucitoare decât o planetă, mascând complet prezența acesteia în observațiile directe.	Separare optică superioară: Designul alungit este optimizat pentru a „tăia” prin strălucirea stelei și a izola lumina mult mai slabă reflectată de o exoplanetă.
Orizont redus: Tehnologia actuală limitează drastic numărul de candidați „Pământ 2.0″ care pot fi fotografiați direct.	Vânătoare extinsă: Se estimează că noul design ar putea fotografia direct 27 de planete de dimensiunea Pământului la o distanță de până la 30 de ani-lumină.

Mai mult decât o simplă inovație tehnică, propunerea telescopului dreptunghiular marchează o schimbare fundamentală de perspectivă în cursa pentru descoperirea exoplanetelor. În loc să se continue pe calea incrementală a construirii unor oglinzi circulare din ce în ce mai mari – o cale care atinge limite fizice și financiare clare – abordarea echipei de la Rensselaer demonstrează valoarea gândirii de la „primele principii”. Aceasta reflectă o maturitate a domeniului: recunoașterea faptului că salturile majore nu vin doar din perfecționarea uneltelor existente, ci din curajul de a le regândi complet pentru a răspunde uneia dintre cele mai profunde întrebări ale umanității.

Deși drumul de la un concept științific la un observator spațial funcțional este extrem de lung și plin de provocări, această viziune oferă o cale plauzibilă pentru a depăși impasul actual și pentru a transforma, poate într-o zi, science-fiction-ul în realitate observabilă.

Propunerea a fost detaliată într-un articol publicat în revista Frontiers in Astronomy and Space Sciences.