Австралийцы разработали оптический чип для телескопов, позволяющий увидеть тусклые экзопланеты
Астрономы изучают экзопланеты уже несколько лет. С того момента, как их обнаружение стало возможным благодаря космическому телескопу «Кеплер», ученые обнаружили несколько тысяч экзопланет, часть из которых вполне могут быть землеподобными, с водой в жидком состоянии и плотной атмосферой. К сожалению, пока что более детальное изучение экззопланет невозможно, поскольку их удаленность очень затрудняет работу специалистов.
Для того, чтобы оценить характеристики экзопланеты, необходимо отделить «зерна от плевел», а точнее — каким-то образом убрать свет звезды, чтобы планету было лучше видно. Исследователи из Австралии обнаружили способ сделать фильтр света звезды более надежным и избирательным.
Новая разработка представляет собой специфическую разновидность оптического чипа. Этот чип можно использовать для совершенствования возможностей существующих телескопов — создавать телескопы нового типа для работы с новинкой не требуется. Разработчик чипа, профессор Стив Мэдден утверждает, что здесь используется технология, которую можно сравнить с активным шумоподавлением в наушниках. В случае пассивного подавления речь идет о банальной изоляции акустических волн. А вот в случае активного шумоподавления применяется акустическая интерференция.
Такой способ работает не слишком эффективно в том случае, если, например, рядом плачет ребенок. Но вот равномерный фоновый шум от работающих серверов или двигателя наушники с такой системой убирают отлично. Звук — это P-волна, которая состоит из двух стадий: сжатие и разрежение. Шумоподавляющий динамик издаёт звуковую волну с той же амплитудой, но с перевернутой фазой (антифаза) исходного звука. Волны в процессе интерференции смешиваются в новую волну и подавляют друг друга.
Профессор Стив Мэдден наблюдает за работой чипа
Новый чип работает по схожему принципу, только здесь отсекается не звук, а свет, испускаемый звездой. «Этот чип — оптический интерферометр, который излучает волны с той же амплитудой, что и звезда, но с противоположной фазой, позволяя видеть гораздо менее яркие планеты», — говорит австралиец.
Использовать новый чип можно не только для поиска экзопланет. Он также может применяться для изучения и классификации таких объектов с прицелом на детальное изучение в будущем. Такой чип, к примеру, может обеспечить качественное исследование химического состава атмосферы планет, которые находятся от нас очень далеко. Все, что нужно для этого сделать — лишь отсечь оптический шум звезд и объектов, которые находятся между нами и изучаемой экзопланетой.
Гарри-Дин Кенчингтон Голдсмит (Harry-Dean Kenchington Goldsmith). Участник команды разработчиков чипа, предложивший саму идею, говорит о том, что технология, используемая в системе, работает схожим образом с тепловизорами, которые используют пожарные для того, чтобы иметь возможность видеть сквозь дым. «Чип использует тепловое, излученное планетой для того, чтобы ученые имели возможность увидеть ее поверхность сквозь облака в плотной атмосфере. В конце концов, уверены разработчики, такая технология поможет нам обнаружить озон на чужих планетах, способных поддерживать жизнь», — заявил Голдсмит.
Поиск землеподобных экзопланет, условия на которых пригодны для существования жизни — важная задача. Обсуждение этой задачи ученые ведут уже длительное время, пытаясь найти новые методы поиска удаленных от нас объектов и критерии их оценки. Интересно, что ученые пока не имеют доказательств того, что у α Центавра А и α Центавра В есть планеты в обитаемой зоне. Возможно, такие планеты существуют, но в этом никто не уверен. Точно известно, что у α Центавра В есть планета, которая, впрочем, расположена очень близко к звезде. Так что, скорее всего, это горячий мир, находящийся вне обитаемой зоны своей звезды, на котором нет никакой жизни. Экзопланета была обнаружена телескопом Кеплер в 2012 году.
Один из способов детального изучения потенциально обитаемых планет — специализированные телескопы. Группа ученых работает над проектом Project Blue, планируя запустить на орбиту Земли небольшой оптический телескоп. Он сможет вести наблюдение за экзопланетами ближайшей к человеку звездной системы. Но для каждой экзопланеты такой телескоп создать вряд ли представляется возможным. А вот оптический чип универсален.
