Az elmúlt évtizedekben látványosan felgyorsult a lakható bolygók utáni kutatás: jelenleg 5 989 megerősített exobolygót ismerünk több mint 4 500 bolygórendszerben, és további több mint 15 000 jelölt vár megerősítésre. A James Webb-űrtávcső (JWST) áttörést hozott az exobolygók jellemzésében, ám a kisebb, csillagukhoz közelebb keringő, Föld-szerű planéták részletes vizsgálata még mindig nem megoldott.

A kutatók szerint a következő nagy lépéshez nemcsak erősebb műszerekre, hanem akár a távcsövek alapvető újratervezésére is szükség lehet. A Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) asztrofizikusa, Heidi Newberg professzor és munkatársai a Frontiers in Astronomy and Space Sciences folyóiratban szeptember 1-jén megjelent tanulmányukban egy merőben új koncepciót mutattak be: a hagyományos kör alakú főtükör helyett egy 20 méter hosszú, téglalap alakú tükröt alkalmazó űrtávcsövet.

„Még a lehető legjobb esetben is a csillag egymilliószor fényesebb, mint a bolygó; ha a két objektum összemosódik, nincs esély a bolygó észlelésére. Az optikai elmélet szerint a távcső felbontóképessége a méretétől és a megfigyelt fény hullámhosszától függ. A folyékony vízzel rendelkező bolygók a legtöbb fényt körülbelül 10 mikronos hullámhosszon bocsátják ki… Ehhez legalább 20 méteres fénygyűjtő átmérő szükséges, hogy 30 fényév távolságból el lehessen különíteni a Földet a Naptól.”

A terv már megvan

A JWST 6,5 méteres főtükre ehhez kevés, ráadásul a bonyolult szerkezet jelentős késéseket és költségtúllépést okozott. Alternatívaként felmerült több kisebb távcső formációban való működtetése, vagy csillagfény-kitakaró („starshade”) alkalmazása, de ezek komoly technológiai és üzemeltetési akadályokba ütköznek. „Ez a terv két űreszköz indítását igényelné, és a starshade mozgatása óriási üzemanyag-felhasználással járna” – figyelmeztetett Newberg, amiről az Universe Today is beszámolt.

A téglalap alakú tükör előnye, hogy a hosszabb tengely a csillag-bolygó irányába forgatva képes szétválasztani a fényüket, így a kutatók szerint „elvben a 30 fényéven belüli Nap-szerű csillagok körül keringő Föld-szerű bolygók felét kevesebb mint három év alatt megtalálhatjuk”. A koncepció a JWST és a DICER (Diffractive Interfero Coronagraph Exoplanet Resolver) tervein alapul, de költséghatékonyabb, mivel nem igényel több indítást és extrém pontosságú formációrepülést.

Newberg szerint, ha valóban minden Nap-szerű csillag körül kering legalább egy Föld-szerű bolygó, akkor „körülbelül 30 ígéretes planétát találnánk. Ezek közül a légkör vizsgálata kimutathatná az élet jelenlétére utaló jeleket, például a fotoszintézis útján keletkezett oxigént. A legígéretesebb jelölt esetében akár szondát is küldhetnénk, amely képeket sugározna vissza a felszínről. A téglalap alakú távcső egyenes utat nyithat Föld 2.0 azonosításához.”