מהנדסים מציעים לשנות את דרך הצפיה בכוכבי לכת מחוץ למערכת השמש שתגדיל את הרזולוציה במטרה לזהות את התנאים על כוכבי לכת קטנים, בפרט כדי למצוא את המקבילה של כדור הארץ
מאת פרופ' היידי ניובּרג, רנסליר פוליטכניקום
כדור הארץ הוא המקום היחיד הידוע שבו מתקיימים חיים, וכל החיים תלויים במים נוזליים כדי לאפשר תגובות כימיות. חיים חד־תאיים קיימים כמעט מאז היווצרות כדור הארץ, אך לקח בערך שלושה מיליארדי שנים עד שנוצרו חיים רב־תאיים. חיי האדם מתקיימים פחות מאחד מעשרת־אלפים מגילו של כדור הארץ.
כל זה מרמז שחיים עשויים להיות נפוצים על כוכבי לכת שיש עליהם מים נוזליים, אך צורות חיים שחוקרות את היקום ושואפים לנוע בחלל — כמונו — עשויים להיות נדירים. כדי למצוא חיים תבוניים מחוץ לכדור הארץ, ייתכן שנצטרך להגיע אליהם.
מחט בערימה של שחת
תצפית על כוכב לכת דמוי ארץ בנפרד מהכוכב שהוא מקיף היא אתגר עצום מכמה סיבות. ראשית, הכוכב בהיר יותר מכוכב הלכת בפי מיליון, מה שמקשה לזהות את כוכב הלכת אם שניהם מטושטשים יחד. שנית, על פי תורת העדשות, הרזולוציה הטובה ביותר בטלסקופ תלויה בגודל הטלסקופ ובאורך גל האור הנצפה. כוכבי לכת עם מים נוזליים פולטים את מירב האור באורכי גל של כ-10 מיקרון, ובאורך זה הטלסקופ צריך להיות בגודל של לפחות 20 מטר כדי להפריד בין כדור הארץ לשמש ממרחק של 30 שנות אור. לבסוף, הטלסקופ חייב גם לפעול בחלל כי התבוננות דרך האטמוספירה תטשטש יותר מדי. כיום, טלסקופ החלל הגדול ביותר הוא טלסקופ ג'יימס ווב בקוטר 6.5 מטר, שהוא קטן מהנדרש.
מאחר שפריסת טלסקופ חלל של 20 מטר נראית מחוץ להישג הטכנולוגיה הנוכחית, מדענים בחנו חלופות. אחת מהן כוללת שיגור כמה טלסקופים קטנים יותר השומרים על מרחקים מדויקים ביותר ביניהם, כך שהמערך כולו יתפקד כטלסקופ אחד בעל קוטר גדול. אבל דרישת הדיוק במיקום — כיול ברמה של גודל של מולקולה טיפוסית — אינה בת־השגה כיום.
פתרונות טכנולוגיים אחרים כוללים שימוש באור באורך גל קצר יותר, כך שניתן להשתמש בטלסקופ קטן יותר. אולם באור נראה, כוכב דמוי־שמש בהיר מכדור הארץ ביותר מפי 10 מיליארד. אין ביכולתנו כרגע לסנן מספיק מאור הכוכב כדי לראות את כוכב הלכת במקרה זה, גם אם עקרונית הרזולוציה מספיקה.
רעיון אחר לחסימת אור הכוכב כולל טיסה של כלי חלל בשם "סטארשייד" (Starshade) — מבנה בקוטר עשרות מטרים — במרחק של עשרות אלפי קילומטרים לפני הטלסקופ, כך שהוא יחסום בדיוק את אור הכוכב בעוד שאור כוכב הלכת לא ייחסם. אך תוכנית זו מחייבת שיגור שני כלי חלל (טלסקופ וסטארשייד). נוסף על כך, כיוון הטלסקופ לכוכבים שונים יחייב להזיז את הסטארשייד אלפי קילומטרים, צריכת דלק בהיקפים בלתי־סבירים.
פרספקטיבה מלבנית
החוקרים מציעים חלופה מעשית יותר. הם מראים שאפשר למצוא כוכבי לכת דמויי־ארץ סמוכים המקיפים כוכבים דמויי־שמש באמצעות טלסקופ שגודלו דומה לזה של JWST, הפועל באותו תחום אינפרה־אדום בקירוב (10 מיקרון), אך עם מראה שהיא מלבן בגודל 1 על 20 מטר במקום עיגול בקוטר 6.5 מטר.
עם מראה בצורה ובגודל הללו, נוכל להפריד בין כוכב לכוכב לכת בכיוון שבו אורך המראה הוא 20 מטר. כדי למצוא פלנטות בכל זווית סביב כוכב, ניתן לסובב את המראה כך שצירה הארוך ייושר לעיתים עם הקו המחבר בין הכוכב לכוכב הלכת. אנו מראים שבעיקרון תכנון זה יכול לאתר מחצית מכלל כוכבי הלכת דמויי־הארץ סביב כוכבים דמויי־שמש בטווח של עד 30 שנות אור — בתוך פחות משלוש שנים. אף שתכנון זה יצריך הנדסה ואופטימיזציה נוספות לפני שהיכולות יובטחו, אין בו דרישות הנראות כמצריכות קפיצות טכנולוגיות קשות במיוחד, כפי שקיים ברעיונות מובילים אחרים.
מחקר המשך של כוכבי לכת אלה יוכל לזהות אטמוספרות המרמזות על חיים, למשל נוכחות חמצן שנוצר בפוטוסינתזה. עבור המועמדת המבטיחה ביותר, נוכל לשגר גשושית שתשדר חזרה תמונות של פני השטח. הטלסקופ המלבני עשוי להוות דרך ישירה לזיהוי כוכב לכת הדומה לכוכב הלכת שלנו: "כדור הארץ 2.0".
עוד בנושא באתר הידען:
