Teknologi
New World Imager exoplanet

200.000 kilometer stort teleskop med fortidsteknologi skal lete etter exoplaneter

2005-10-27
Det første kameraet - Camera Obscura - kan spille en sentral rolle i jakten på ekstrasolare planeter. NASAs Institute for Advanced Concepts (NIAC), kanskje den mest spennende plassen å jobbe i hele verden, skal finansiere utredningen av et nytt konsept som kan gi oss detaljbilder av planeter rundt fjerne stjerner.
NIAC ble etablert i 1998 og har som oppgave å støtte prosjekter som kanskje ikke ville ha fått støtte andre steder, som for eksempel Mag-Beam. Håpet er å utvikle ideer som kan være basis for utforskning 10 til 40 år fra i dag.

Et av disse konseptene er New World Imager (NWI) som skal kunne observere skyer, kontinenter og hav på planeter rundt andre stjerner - såkallte exoplaneter.

Problemet med å finne og observere exoplaneter er at planeter ikke produserer nevneverdig lys selv. Dette er ikke nødvendigvis noe problem i seg selv, men siden planeter ofte går i tett bane rundt moderstjernen, drukner de i skinnet fra den. Situasjonen er litt bedre i andre bølgelengder, men det er på ingen måter enkelt. Nylig har det lykkes astronomer å nøytralisere lyset fra stjernen på forskjellige måter, og slik ta bilder av exoplaneter.

New World Imager vil bestå av to romfartøy. Den ene delen vil fungere som et vanlig teleskop med et speil på 10 meter i diameter. Å lage et så stort teleskop er ikke trivielt, for ikke å snakke om å sende det ut i bane rundt Jorda, men det er ikke dette som er målet med NWI. 200.000 kilometer fra teleskopet vil det være en parasoll med en diameter på en kilometer. I sentrum har den et hull på 10 meter som matcher størrelsen på speilet i teleskopet. Det å frakte en så stor parasoll ut i bane rundt Jorda er nok vanskelig, men ikke umulig. Den største utfordringen blir nok å holde de to delene i nøyaktig posisjon i forhold til hverandre.

Hvis ideen holder vann og NASA bestemmer seg for å bygge et slikt teleskop, vil NWI virkelig forandre måten vi ser på universet. "Jeg har bestandig ment at det mest interessante en astronom kan gjøre er å ta et bilde av et sort hull, eller å ta bilde av en exoplanet," forteller Dr. Webster Cash ved universitet i Colorado at Boulder, lederen av forskergruppen. "Innenfor en radius på 10 parsec [32,62 lysår, 300 trillioner kilometer] finnes det rundt 1000 stjerner, så sjansen for å finne en planet er god."

NWI vil kunne skjelne detaljer på bare 100 kilometer. Ikke værst for et kamera som egentlig ikke er noe annet enn et forvokst Camera Obscura.
NWI exstrasolar planet
En skisse over hvordan NWI kan se ut (Cash et al.)
Hvis NWI finner et system med en planet i den beboelige sonen - en sone rundt enhver stjerne der temepraturen er akkurat passer for flytende vann - vil NWIs spektrometer analysere planetens atmosfære på leting etter vanndamp, karbondioksid og oksygen. "Visste du," fortsetter Dr. Cash, "at hvis alt planteliv på Jorda døde ut, og du kom tilbake en million år senere, ville all fri oksygen være borte, absorbert inn i steinene?" Derfor, hvis NWI finner frie oksygenmolekyler og spor av vanndamp, "kan planeten være en god kandidat for å inneholde liv," avslutter Dr. Cash.

Jo større stjerneskjerm jo større skygge er det for teleskopet å bevege seg i. Dette gjør det enklere å holde teleskopet, eller "Kollektoren" som Dr. Cash kaller den, og skjermen i riktig posisjon, men det øker også kostnadene betraktelig. Forskjellige hullformer i sentrum av den kosmiske parasollen vil også hjelpe på diffraksjonen - en effekt som gjør at bildet blir utvasket og uskarpt fordi noen lysbølger bare blir delvis blokkert av hullkanten - men det vil kreve nøye undersøkelser før man finner den rette formen.

Når skjermen og kollektoren endelig er på plass i rommet kommer utfordringen i å rette kollektoren i riktig retning. Et hull på 10 meter fra en avstand på 200.000 kilometer tilsvarer en vinkel på 0,5 buesekunder, eller det å spore en mynt på 8 kilometers avstand. De to delene må også være plassert i forhold til hverandre med en nøyaktighet på kun en meter.

Etter fire måneder med undersøkelser mener Dr. Cash at NWI er oppnåelig. En stjerneskjerm og en kollektor kan bygges med litt mer avansert teknologi enn det vi har i dag. Det som trengs er mer avanserte metoder for formasjonsflyvning, så er det i boks.