プロジェクトブルー:アルファケンタウリ周辺の惑星を直接観測できる宇宙望遠鏡の構築

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過去数十年の間に、数千の系外惑星が近隣の星系で発見されました。実際、2017年10月1日現在、約3,671 exo惑星 2,751システムで確認されており、616システムには複数の惑星があります。残念ながら、これらの大部分は、重力マイクロレンズからトランジット測光や放射速度法に至るまで、間接的な手段を使用して検出されています。

さらに、必要な機器がまだ存在しないため、これらの惑星を詳細に調査することができませんでした。科学者、大学、機関のコンソーシアムであるプロジェクトブルーは、それを変えようとしています。最近、彼らはIndiegogoを通じてクラウドファンディングキャンペーンを開始し、2021年までにAlpha Centauriシステムで太陽系外惑星を探し始める宇宙望遠鏡の開発に資金を提供しました。

Project Blueは、その商業的および学術的パートナーに加えて、BoldlyGo Institute、Mission Centaur、SETI Institute、およびマサチューセッツ大学ローウェルの間の共同作業です。それは、宇宙探査と私たちの宇宙での生命の探索に専念する科学技術専門家で構成される科学技術諮問委員会(STAC)によって運営されています。

プロジェクトブルーは、太陽系外惑星を直接研究するという目標を達成するために、宇宙探査における最近の変化を活用しようとしています。これには、改良された機器と方法論、近年の太陽系外惑星の発見率、および民間部門と公共部門の連携の強化が含まれます。 SETI Instituteの社長兼CEOであるBill Diamondが最近のSETIの報道声明で説明したように

「プロジェクトブルーは、生命を支える能力のある惑星として地球が宇宙だけに存在するのではないことを示すための最近の研究に基づいており、そのような惑星を私たちの最も近い隣接する星系で見るのは驚くべきではないでしょうか?これが、私たちが検索する根本的な理由です。」

前述のように、過去数十年に行われたほとんどすべての太陽系外惑星の発見は、間接的な方法を使用して行われました。この方法は ケプラー そして K2 ミッションは、合計5,017個の太陽系外惑星の候補を検出し、2,470個の太陽系外惑星(そのうち30個は、星の居住可能ゾーン内を周回することが判明した)の存在を確認するために依存していました。

この方法は、恒星の前を通過する惑星によって引き起こされる、明るさの周期的な低下について遠方の星を監視する天文学者で構成されています。これらのディップを測定することにより、科学者はそのシステムの惑星のサイズを決定することができます。もう1つの一般的な手法は、半径速度(またはドップラー)法です。これは、観測者に対する星の位置の変化を測定して、惑星のシステムの大きさを決定します。

これらの方法や他の方法(単独または組み合わせ)により、多くの発見が行われています。しかし、これまでのところ、太陽系外惑星は直接撮像されていません。これは、星が光学機器に及ぼす相殺効果によるものです。基本的に、天文学者は星からの光が最大100億倍明るいため、太陽系外惑星の大気から反射されている光を見つけることができませんでした。

したがって、課題は、惑星自体が見えるようになるために、この光をどのように遮断するかということになります。この問題に対して提案されている解決策の1つは、NASAのスターシェードコンセプトであり、宇宙望遠鏡(恐らくはジェームズウェッブ宇宙望遠鏡)とともに軌道に配備される巨大な宇宙構造です。軌道に乗ると、この構造は花型のフォイルを展開して遠くの星のまぶしさをブロックし、JWSTや他の機器が太陽系外惑星を直接撮像できるようにします。

しかし、アルファケンタウリはバイナリシステム(またはプロキシマケンタウリを数える場合は3進数)であるため、周囲の惑星を直接画像化することはさらに複雑です。これに対処するために、Project Blueは、アルファケンタウリAとBの両方からの光を抑制し、同時に軌道を回るすべての惑星の画像を撮ることができる望遠鏡の計画を開発しました。特殊なスターライト抑制システムは3つのコンポーネントで構成されています。

まず、コロナグラフがあります。コロナグラフは、複数の技術に依存して星の光を遮ります。次に、変形可能なミラー、低次の波面センサー、および入射光を操作するソフトウェア制御アルゴリズムがあります。最後に、Orbital Differntial Imaging(ODI)と呼ばれる後処理方法があります。これにより、Project Blueの科学者は、撮影した画像のコントラストを向上させることができます。

地球に近いことを考えると、アルファケンタウリシステムはそのようなプロジェクトを実施するための自然な選択です。 2012年に、太陽系外惑星の候補、アルファケンタウリBbが発表されました。ただし、2015年にさらに分析を行ったところ、検出された信号はデータのアーチファクトであることがわかりました。 2015年3月、2つ目の太陽系外惑星(Alpha Centauri Bc)が発表されましたが、その存在も疑問視されるようになりました。

このシステムを直接イメージングできる装置を使用して、太陽系外惑星の存在を最終的に確認(または除外)できました。プロジェクトについて、フランクマルキス– SETI研究所の上級惑星天文学者およびプロジェクトブルーサイエンスオペレーションリーダー–は次のように述べています。

「Project Blueは、根本的な質問に答えるように設計された野心的な宇宙ミッションですが、驚くべきことに、アルファケンタウリ星の周りの「ペールブルードット」の画像を収集するテクノロジーが存在します。星の10〜100億倍も暗い惑星を検出するために使用する技術は、ラボで広範囲にテストされており、この機器で宇宙望遠鏡を設計する準備が整いました。」

Project Blueがクラウドファンディングの目標を達成した場合、組織は望遠鏡を2021年までに近地球軌道(NEO)に配備する予定です。望遠鏡は、今後2年間、コロナグラフィックカメラでAlpha Centauriシステムを観察します。計器の開発から観測キャンペーンの終了までの間に、ミッションは6年間続きます。これは天文学的なミッションとしては比較的短期間のことです。

しかし、このミッションの潜在的な見返りは信じられないほど深遠です。私たちに最も近い星系にある別の惑星を直接画像化することにより、Project Blueは、そこに住むことができる惑星があるかどうかを示す重要なデータを収集できます。何年もの間、天文学者は大気圏を通過する光によって生成されたスペクトルデータを調べることにより、太陽系外惑星の潜在的な居住性について詳しく知ることを試みてきました。

ただし、このプロセスは、親の星の近くを周回する巨大なガスジャイアント(つまり、「スーパージュピター」)に限定されていました。星の居住可能ゾーン内を周回する岩石惑星の大気に制約を課すためにさまざまなモデルが提案されてきましたが、直接研究されたものはありません。したがって、もしそれが成功することが証明されれば、Project Blueは史上最高の科学的発見のいくつかを可能にするでしょう。

さらに、ブレイクスルースターショットなど、アルファケンタウリへの将来のミッションを知らせるのに長い道のりとなる情報を提供します。この提案されたミッションでは、大型レーザーアレイを使用して、ライトセールで駆動されるナノクラフトを相対論的な速度(光の速度の20%)まで推進します。この速度で、クラフトは20年以内にアルファケンタウリに到達し、一連の小さなカメラ、センサー、アンテナを使用してデータを送信できるようになります。

名前が示すように、プロジェクトブルーは、別の星を周回する「ペールブルードット」の最初の画像をキャプチャしたいと考えています。これは、によって撮影された地球の写真への参照です ボイジャー1 探査機がその主要な任務を完了し、太陽系を離れる準備ができた後、1990年2月19日に探査機。写真は、有名な天文学者で科学コミュニケーターのカール・セーガンの要請で撮影されました。

写真を見るとき、セーガンは有名に言った:「その点をもう一度見てください。それはここです。それが家です。それは僕たちだ。その上で、あなたが愛するすべての人、あなたが知っているすべての人、あなたが聞いたことがあるすべての人、かつて存在したすべての人間が、彼らの人生を生き延びました。」その後、「ペールブルードット」という名前は地球の代名詞となり、畏怖の念を抱き、 航海1 写真が呼び起こした。

最近では、他の「ペールブルードット」の写真が、 カッシーニオービター。 2013年の夏に土星とその環のシステムを撮影しながら、 カッシーニ 地球を背景にした画像をキャプチャすることができました。距離を考えると、地球は再び宇宙の闇に対する小さな光の点として現れました。

クラウドファンディングと複数の非営利組織の参加に頼るだけでなく、この低コストの使命は、科学機関と市民科学者の間のオープンな参加とコラボレーションである宇宙探査の成長傾向を利用することも目指しています。これはProject Blueの主な目的の1つです。ProjectBlueは、一般市民を巻き込み、宇宙探査の重要性について彼らに教育することです。

BoldlyGo InstituteのCEOであるJon Morse氏は次のように説明しています。

「宇宙探査の未来は、私たちの存在と運命についての深い質問に答える無限の可能性を秘めています。宇宙科学は、そのような問題を調査するための土台です。 Project Blueは、地球に住むことのできる惑星と生命を探す使命にグローバルコミュニティを参加させることを目指しています。」

この記事の執筆時点で、Project Blueは目標の$ 175,000のうち$ 125,561 USDをなんとか調達しています。このプロジェクトを支援することに興味がある人のために、Project BlueのIndiegogoキャンペーンは、さらに11日間開かれたままになります。また、プロモーションビデオも必ずチェックしてください。

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