נאס”א הכריזה על טלסקופ חלל חדש, WFIRST, שישוגר בעשור הבא

בזמן שנאס”א מתכוננת לשיגור ב-2018 של טלסקופ החלל “ג’יימס ווב” – טלסקופ החלל הגדול והחזק ביותר שמתוכנן לשמש כ”יורש” של טלסקופ החלל האבל – נאס”א כבר מתכוננת לטלסקופ החלל שיבוא אחריו – WFIRST, שיתצפת על היקום בתחום התת-אדום כדי לחקור, בין היתר, את אופיה של האנרגיה האפלה ויאתר כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש.

בזמן שנאס”א מתכוננת לשיגור ב-2018 של טלסקופ החלל “ג’יימס ווב” – טלסקופ החלל הגדול והחזק ביותר שמתוכנן לשמש כ”יורש” של טלסקופ החלל האבל – נאס”א כבר מתכוננת לטלסקופ החלל שיבוא אחריו. החודש הסוכנות הכריזה על תחילתו הרשמית של פרויקט טלסקופ החלל WFIRST, שישוגר בעשור הבא ויתצפת על היקום בתחום התת-אדום כדי לחקור, בין היתר, את אופיה של האנרגיה האפלה ולאתר כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש.

WFIRST הוא ראשי תיבות באנגלית של Wide-Field Infrared Survey Telescope – “טלסקופ לסקר תת-אדום רחב-שדה”. הטלסקופ החדש, ששיגורו מתוכנן לפי נאס”א ב”אמצע שנות העשרים”, יתצפת על היקום בתחום התת-אדום בספקטרום האלקטרומגנטי. הטלסקופ יכלול מצלמה רחבת שדה שתספק לו שדה ראייה רחב מאד, פי 100 מזה של טלסקופ החלל האבל, אך עם אותה האיכות והעומק שיש להאבל. שדה הראייה הרחב יאפשר לטלסקופ לצפות בחלקים נרחבים של היקום בבת אחת.

הרעיון לבניית הטלסקופ הועלה כבר ב-2010, אך אז ההצעה כללה טלסקופ מוגבל יותר בעל מראה ראשית בקוטר של 1.3 מטר. למזלם של מתכנני המשימה, ב-2012 משרד הריגול הלאומי (National Reconnaissance Office), סוכנות ביון אמריקאית שאחראית על בנייה ושיגור של לווייני ריגול, העניקה לנאס”א, בחינם, שתי מראות טלסקופיות שנועדו במקור ללווייני ריגול שפיתוחם בוטל. הקוטר של מראות אלו הוא 2.4 מטר, בדיוק כמו הקוטר של המראה הראשית של טלסקופ החלל האבל, מה שאפשר הגדלה משמעותית של יכולות הטלסקופ שתוכנן בהצעה המקורית.

ההכרזה על השקתו הרשמית של הפרויקט באה לאחר מספר שנים שבהם הוגדר כמחקר בלבד. נאס”א התכוונה להפוך אותו לרשמי בזמן מאוחר יותר, כנראה ב-2017, אך התקציב הסופי שהפרויקט קיבל מהקונגרס היה גבוהה בהרבה מהצעת התקציב שממשל אובמה הציע עבורו בתקציב נאס”א לשנת 2016, ולכן ניתן היה להפוך את הפרויקט לרשמי לקראת פיתוח מתקדם יותר שלו. עלותו הכוללת של הפרויקט מוערכת ב-2 עד 2.3 מיליארד דולר.

אחת ממטרות הטלסקופ היא לחקור את אופיה ומהותה של האנרגיה האפלה, והוא יעשה זאת באמצעות מספר שיטות. האנרגיה האפלה, שאופיה אינו ברור, הוצעה ככוח שמסביר את ההאצה המתמשכת בהתפשטות של היקום – בניגוד לציפיות החוקרים ששיערו שכוח המשיכה בין כלל המסה ביקום יביא להאטת ההתפשטות, תצפיות מראות שלהפך, הגלקסיות מתרחקות זו מזו במהירות שמתגברת מרגע לרגע.

אחת מהשיטות ש- WFIRST יפעיל כדי לחקור את האנרגיה האפלה היא מדידה מדויקת של ההאצה בהתפשטות היקום, על ידי מדידת המרחק בין אלפי סופרנובות מסוג Ia, סוג מסוים של סופרנובות שאפשר למדוד את המרחק המדויק שלהן מכדור הארץ מכיוון שהבהירות המוחלטת שלהן ידועה (ולא זו שנראית מכדור הארץ ותלויה במרחק).

הטלסקופ יסייע בנוסף בתחום המתפתח של איתור כוכבי לכת חוץ-שמשיים, כאלו שחלקם עשוי להתאים לקיום חיים. שיטה אחת תהייה באמצעות צילום ישיר של כוכבי הלכת, מה שיאפשר לנתח הספקטרום של אורם כדי לזהות את ההרכב הכימי של האטמוספירה שלהם, במידה וקיימת כזו. האור של כוכבי לכת חלש כל כך עד שהוא נבלע באור של הכוכב שלהם. כדי לזהות אותם, הטלסקופ כולל כורונוגרף מתקדם, מכשיר שמסתיר את אורם הבהיר של הכוכבים ומאפשר לצפות באור החלש של כוכבי הלכת שמקיפים אותם.

הטלסקופ יוכל גם לאתר כוכבי לכת בשיטה שמכונה “מיקרו-עידוש כבידתי”. עידוש כבידתי הוא תופעה שחוזה תורת היחסות הכללית של אינשטיין, ולפיה קרני אור מתעקמים סביב גוף בעל מסה מאסיבית. כאשר המסה שמעקמת את קרני האור היא כוכב, כוכבי לכת שסובבים אותו יכולים להשפיע על העידוש הכבידתי שהוא יוצר. משינויים אלו, שהם קלים ביותר, ניתן לאתר ולזהות את כוכבי הלכת של הכוכב.

שיטה נוספת שבאמצעותה הטלסקופ יאתר כוכבי לכת היא שיטת הליקוי, זו שבאמצעותה גילה עד כה טלסקופ החלל קפלר יותר מאלף כוכבי לכת, וזו שבאמצעותה יאתר כוכבי לכת נוספים טלסקופ החלל TESS (ראשי תיבות של Transiting Exoplanet Survey Satellite), ששיגורו מתוכנן להתבצע בשנה הבאה. בשיטה זו , כאשר כוכב לכת עובר על פני הכוכב שלו הוא מעמעם במעט את אורו של הכוכב, מה שמאפשר לגלות את דבר קיומו.

שדה הראייה הרחב של WFIRST יאפשר לו לעבוד ביחד עם מצפי חלל אחרים שמתוכננים לשיגור בעתיד. כך למשל, בעוד לטלסקופ החלל ג’יימס ווב העתידי תהייה אמנם איכות גבוהה יותר, הוא יהיה בעל שדה ראייה מצומצם מאד. WFIRST יוכל לסקור באופן נרחב את השמיים ולמצוא אתרים בעלי חשיבות מדעית עבור טלסקופ החלל ווב, שיבצע תצפית מפורטת יותר שלהם.

הטלסקופ ימוקם במסלול בנקודת לגראנז’ L2, נקודה יציבה מבחינת ההשפעה הכבידתית של כדור הארץ והשמש, שנמצאת נמצאת במרחק של 1.5 מיליון ק”מ מכדור הארץ בכיוון המרוחק מהשמש, ומאפשרת לו להימנע מצילו של כדור הארץ. במסלול זה ימוקם גם טלסקופ החלל ג’יימס ווב.