最近の宇宙と天文学で最もホットで最も魅力的なトピックの2つは、1）太陽系外惑星–他の星を周回する惑星–および2）暗黒物質—宇宙のかなりの部分を構成していると思われる未知の物質です。現在開発中の宇宙船があり、実際に地球に似た惑星が他にあるかどうかについての質問に答えたり、暗黒物質の性質への手掛かりを提供したりできます。宇宙船はSIMと呼ばれています-宇宙干渉測定ミッション。 「私たちは他の星の周りの他の地球を探しています」とミッションのシステム科学者であるスティーブンエドバーグは言いました。「銀河の正確な質量測定を行うことにより、ダークマターも測定できるはずです。」
2009年1月20日の「365 Days of Astronomy」ポッドキャストと私のSteve Edbergへのインタビューを聞いたり、下記のSIM Liteミッションの詳細を読んだりしてください。
このミッションのコンセプトはしばらく前からあり、コンセプトは時間とともに変化し、望遠鏡はさまざまな化身を通過しました。現在、宇宙船自体が小さくなっているため、ミッションはSIM Liteと呼ばれていますが、干渉計のミラーは大きくなっています。
無線波長での干渉法は50年以上にわたって行われてきましたが、光学干渉法は最近成熟したばかりです。光干渉法は、複数の望遠鏡の光を組み合わせて、単一のはるかに大きな望遠鏡として機能します。 SIM Liteには、2つの可視波長恒星干渉計センサーと他の高度な検出器が搭載され、地球の大気の外を周回する非常に高感度の望遠鏡を作成します。
「これらは、空の位置をほとんど信じられないほど正確に測定できる機器です」とエドバーグは言いました。 「月に立つバズアルドリンを想像してみてください。彼が親指と人差し指の間にニッケルを持っているふりをします。 SIMは、地球の表面に立っている人が見るニッケルの厚さを測定できます。それは1マイクロ秒の弧で、空のごく一部です。」これを描いたビデオを見る—（Quicktimeが必要）
SIMを使用してそのような測定を行う機能があれば、地球から約30光年以内に惑星の存在を推測することが可能になり、それらの惑星は地球と同じくらい小さくて小さい質量にすることができます。現在のところ、SIMチームは、5年間のミッションで65から100の星を研究し、地球のアナログ、つまり液体の水が存在する可能性のある居住可能ゾーンで星を周回する地球とほぼ同じ質量の惑星を探すことを期待しています。
したがって、たとえば、SIM Liteは、スポック氏の故郷であるバルカンの位置として「スタートレック」テレビシリーズのファンに知られている、16光年離れた星40エリダニAの周りに住むことができる惑星を検出できます。 。この可能な検出を描いたムービーをご覧ください—（QuickTimeが必要です）。
SIMは惑星を直接検出しませんが、親の星で発生する動きを検出することで検出します。 「それは難しい作業です。疑いの余地はありません。しかし、私たち自身の太陽系で見たものや他の惑星系で見たものに基づいて、それは複雑になります。私たちは、複数の惑星を持つ他のシステムがあることを知っています。複数の惑星が測定値を混乱させる可能性があります。」
しかし、SIMは他の星を周回するさまざまなサイズの惑星を検出できるはずです。 SIM Liteは最近、SIMのテクノロジーにより、さまざまなサイズの惑星の質量をできるだけ低く測定できるため、複数の惑星システム間で地球質量の惑星を検出できることを確認した4つの別々のチームが実施した二重盲検法に合格しました地球質量。
「いくつかの例外を除いて、私たちが知っているすべての惑星は、放射速度と呼ばれる方法を使用して検出されました」とEdberg氏は言います。しかし、そのような測定を行うとき、他に情報がないときは、星に対する惑星の軌道の方向、または星または惑星の質量を知りません。」
最も熱い星の場合、半径方向の速度を使用して惑星を探すことはできません。しかし、SIM Liteは、最も冷たい星から最も熱い星まで、図全体で明確な星を見ることができます。
「これまでのところ、他の地球サイズの惑星は発見されていません」とエドバーグは言った。 （2009年1月19日の地球の質量の1.4倍になる可能性のある惑星についての記事を参照してください。）「したがって、太陽のような星の周りに地球の類似物を見つけることは、本当に大きな目標です。」
「これは私たちが現在知っている他の惑星では大きな疑問符です。私たちは太陽系外惑星の質量の約10％しか知らないと信じています」とエドバーグは言った。
「広域調査」と呼ばれる2番目の惑星検索プログラムは、銀河のおよそ2,000個の星を調査して、海王星以上のサイズの有力惑星を特定します。
SIMはまた、星のサイズや星の距離を測定するためにも使用され、以前よりも数百倍正確に測定することができます。 SIM Liteはまた、ほとんどの場合、近くの銀河の動きを初めて測定します。これらの測定は、個々の銀河の最初の総質量測定を提供するのに役立ちます。これらすべてにより、科学者は私たち自身の銀河と宇宙における暗黒物質の分布を推定することができます。
「暗黒物質はその重力の影響で知られています」とエドバーグは言った。 「私たちが知っているように、それは通常の問題と相互作用しないようです。さらに手がかりを得るには、それがどこにあるのかを知りたいのです。」
SIMは2つの異なるスケールで測定します。 1つは、天の川銀河内にあり、星や球状星団を測定し、天の川を周回する小さな銀河から引き裂かれた星を測定します。
「私たちは銀河の質量モデルを作成し、大量の暗黒物質でなければならないものを含め、その質量がどこにあるかを見つけることができます」とエドバーグは言った。 「銀河がどのように回転するかを測定すると、固体のように回転することがわかります。水星が太陽の周りを冥王星よりも速く太陽の周りを移動していると考えるケプラーではなく、銀河の内部から測定可能な限り近くまで、太陽の距離を超えて、天の川は固いように回転します。体。固体ではありませんが、密度がずっと一定である必要があります。つまり、私たちが見ることができるよりはるかに多くの問題があるということです。」
「私たちが知りたいもう1つのことは、銀河団における暗黒物質の集中です」とエドバーグは続けました。 「天の川はローカルグループの銀河の一部であり、SIMには個々の銀河内の星を測定する機能があり、モデル化してローカルグループ内の暗黒物質の位置を知ることができます。これが最先端です。これは現在、天体物理学と宇宙論における大きな謎の1つです。」
余分な太陽惑星とダークエネルギーは、1つの宇宙船が探している2つのまったく異なるもののように思えるかもしれませんが、エドバーグ氏はこれがすべてがどのように結び付けられているかの一例であると言いました。
「惑星の質量を取得するには、親星の質量を知る必要があります」と彼は言った。 「SIMは星、特に連星の測定を行い、さまざまな種類の星の星の質量を決定し、反射運動を引き起こしている惑星のサイズを推定することができます。測定を行うには、そして惑星のある星は空の周りに散乱するため、いわば緯度と経度を与えるための固定点である星のグリッドが必要です。セントルイスとロサンゼルスがどこにあるかを正確に知っている場合、それらの間のものがどこにあるかを三角測量する方がはるかに簡単です。これを空中で行う必要があります。それを行うには、それを星に結び付けます。SIMはそれを行うことができます。これらは答えがわからない基本的な質問ですが、SIMは答えを見つけるのに役立ちます。」
そのため、SIM Liteは私たちの近所の中から宇宙の端まで検索します。
この将来の宇宙船の状況はどうですか？
「私たちは現在保留中です」とエドバーグは言いました。 「私たちは最近、SIMが複数の惑星を持つシステムで地球のような惑星を見つけることができることを示すために、二重ブラインドテストに合格しました。 SIMはまた、天文科学コミュニティが基盤を大幅に強化するためにSIMのような使命を持っている必要があると主張するために、10年間のレビューを受けています。」
実際の計測器を構築するための技術的な作業が行われていますが、予算上の理由により、NASAは打ち上げ日を設定していません。エドバーグ氏はまた、「NASAから承認を得れば、2015年までに打ち上げの準備ができると考えている」と語り、「今後の検討は10年のレビューにかかっており、レポートは約1年で公開される予定です。」
SIM Liteは、天文学においてまったく新しい測定機能を提供します。その調査結果は、それ自体でしっかりと立つ可能性があり、現在および将来予定されている他の宇宙観測所の機能を補完します。
SIMの詳細については、ミッションのウェブサイトをご覧ください。
