Astronomové chtějí největší kosmický dalekohled všech dob, najde mimozemský život?

Segmenty pro primární zrcadlo JWST. Credit: NASA/MSFC/David Higginbotham
Segmenty pro primární zrcadlo JWST. Credit: NASA/MSFC/David Higginbotham
www.novedalekohledy.cz

Američtí astronomové začínají plánovat stavbu největšího kosmického dalekohledu všech dob. Lákadlem jsou přitom exoplanety.

Za tři roky by měl do vesmíru odstartovat dlouho očekávaný Kosmický dalekohled Jamese Webba (JWST). Ten je považován za nástupce Hubblova dalekohledu. Bude to tak ale spíše ze symbolického hlediska. JWST bude stejně jako Hubble vlajkovou lodí kosmického výzkumu. Bude ale umístěn úplně někde jinde (v libračním centru L2), bude vypadat jinak a především bude pracovat v infračervené části spektra.

JWST se stal ještě před startem kontroverzním astronomickým přístrojem a to kvůli svým nákladům a odkladům startu, což jsou dvě navzájem propojené věci. JWST by měl aktuálně atakovat hranici 9 miliard dolarů! Je otázkou, na jak dlouho budou američtí mecenáši vyléčení ze schválení stavby podobného kosmického klenotu.

Vědecká obec to ale vidí jinak. Už dnes navrhuje stavbu HDST (High-Definition Space Telescope). Zatímco Hubble má průměr zrcadla 2,4 m, JWST 6,5 metrů, HDST by měl mít 12 metrů. Stejně jako JWST by se jeho primární zrcadlo skládalo ze segmentů. Na to jsme dnes zvyklí také u pozemských dalekohledů. Ten největší GTC na Kanárských ostrovech má mimochodem průměr něco málo přes 10 metrů.

Srovnání zrcadel Hubblova dalekohledu, JWST a HDST. Credit: C. Godfrey
Srovnání zrcadel Hubblova dalekohledu, JWST a HDST. Credit: C. Godfrey

Za HDST je Asociace univerzit, které se zaměřují na výzkum vesmíru (AURA) a není to jen takový výkřik do tmy. AURA v roce 1996 lobovala v americkém Kongresu za stavbu JWST.

Jakýmsi trailerem, který má prorazit HDST cestu k potřebným penězům a schválení, jsou exoplanety. Dalekohled by měl být schopen najít a prozkoumat atmosféry planet zemského typu. Při této příležitosti padají fráze o zodpovězení otázky, zda jsme ve vesmíru sami, což je samozřejmě přehnané, ale prodává to.

Dalekohled by pracoval v ultrafialové, infračervené a viditelné části spektra a jeho úkoly by byly samozřejmě pestřejší než jen výzkum exoplanet, kterým je věnována podstatná část důvodové zprávy.

Exoplanetární orgie

Dvanáctimetrový dalekohled by ale otevřel fakticky úplně novou éru astronomie. HDST by mohl najít desítky planet zemského typu u hvězd podobných Slunci. A to není vše. Mohl by to dělat přímo!

Takhle by mohl vidět koronograf HDST Sluneční soustavu ze vzdálenosti 13,5 pc (43 světelných let) prostřednictvím tří filtrů a expozice o délce 40 hodin. Credit: L. Pueyo, M. N’Diaye (STScI)
Takhle by mohl vidět koronograf HDST Sluneční soustavu ze vzdálenosti 13,5 pc (43 světelných let) prostřednictvím tří filtrů a expozice o délce 40 hodin. Credit: L. Pueyo, M. N’Diaye (STScI)

Kromě přímé detekce planet zemského typu by byl možný i průzkum jejich atmosfér a pozorování celého planetárního systému. Mohli bychom tak mít ucelené informace o celých slunečních soustavách. V této souvislosti se počítá s koronografem a to podle autorů interním koronografem. Co tím myslí? V dlouhodobých plánech se počítá se starshade. Tento koronograf by měl dvě samostatné části – kosmický dalekohled a potom clonu ve tvaru květiny, která by se nacházela v kosmickém prostoru před ním. HDST by měl mít ale koronograf, který je schopen odstínit světlo hvězdy, přímo na palubě. Starshade podle autorů je možná ale spíše jako doplněk v pozdější fázi. O starshade jsme už kdysi psali – odkaz.

Složení atmosfér planet zemského typu by se tak zkoumalo prostřednictvím spektra přímo. Autoři nicméně připouštějí také transmisní spektroskopii, což je dnešní postup. Spektrum atmosféry se získává nepřímo v okamžiku, kdy planeta přechází před hvězdou a atmosféra tak ve spektru hvězdy zanechá otisk.

Problémem třeba pro JWST je velmi nízká efektivita. Hubblův dalekohled má dnes spoustu práce, JWST nebude výjimkou a získání transmisního spektra malé planety je prostě extrémně neefektivní. Astronomové proto doporučují spíše stavbu menšího dalekohledu pro výzkum atmosfér vybraných planet. To už ale trochu odbíháme od tématu, doporučuji články – JWST přichází, aneb výzkum obyvatelných planet přinese krev, pot a slzyVybere ESA kosmický dalekohled ARIEL? (+kontext)

Přesto u toho ještě zůstaňme. JWST by potřeboval pro získání transmisního spektra a detekci třeba oxidu uhličitého či vodní páry v atmosféře menší planety (1,5 poloměrů Země a menší) zhruba 50 tranzitů v průběhu 1 až 2 let. Bavíme se samozřejmě o planetách v obyvatelné oblasti (když už) červených trpaslíků. HDST zvládne totéž prostřednictvím 5 až 10 tranzitů a několika málo měsíců.

HDST by byl umístěn stejně jako JWST v libračním centru L2. S jeho startem nelze počítat dříve než okolo roku 2030.

Kompletní zpráva (pdf)

Zdroj: www.hdstvision.org