Sok Föld méretű exobolygót találtak már a Napnál sokkal kisebb, kevesebb fényt kibocsátó csillagok körül, de az élethez legalább olyan méretű csillag kell, mint a Napunk, ám ezek körül, éppen a fényük zavarása miatt elég nehéz észrevenni a körülöttük keringő bolygót. Európai kutatók most olyan távcsövet készítettek, amellyel a Napon, mint kísérleti mintacsillagon próbálják kiszűrni az ilyen zavaró „zajokat”, hogy aztán a szintén készülő európai új űrtávcső majd a távoli napoknál alkalmazva a módszert, könnyebben felfedezhesse a Földhöz hasonló planétákat. Erről írt legutóbb a Horizon, az EU kutatási és innovációs magazinja.
Az univerzum milliárdnyi galaxisa és azok csillagai körül keringő bolygók közül mindmáig csak egyetlen helyen tudjuk, hogy van élet: a Földön. A csillagászok és talán az egész tudomány egyik legnagyobb kérdése, hogy merre lehetnek a Földhöz hasonló, életet hordozó bolygók a világegyetemben. A más világokon létező élet reménye folyamatosan arra ösztönzi a kutatókat, hogy egyre okosabb módszerekkel folytassák kutatásaikat.
Bár eddig körülbelül 6000 Naprendszeren kívüli, úgynevezett exobolygót katalogizáltak, a Föld mását – egy hasonló méretű bolygót, amely a Napunkhoz hasonló csillag körül kering, hozzánk hasonló pozícióban – még nem sikerült egyértelműen megtalálni. Ez nem az erőfeszítések hiányának tudható be. Inkább a feladattal járó kihívásokat tükrözi.
A vörös törpék bolygói
Bár a tudósok kisebb, a Napunk tömegének felét kitevő, úgynevezett vörös törpe csillagok körül találtak a Föld méretéhez hasonló kőzetbolygókat, ezek körül azonban több ok miatt is valószínűtlen az élethez szükséges légkör kialakulása. A Naphoz hasonló csillagok körül lévő Föld méretű bolygókat viszont sokkal nehezebb észlelni, mert azok fényesebb anyacsillagukhoz képest viszonylag kisebbek és a fényes csillag el is nyomja a bolygók jeleit. Egy új, európai együttműködésben készülő távcső azonban segíthet a kutatóknak.
A portugál Asztrofizikai és Űrtudományi Intézetben, Portóban egy EU-támogatással működő kutatócsoportot vezetnek, amely új megfigyelési eszközöket fejleszt. Ezek segítenek áttörni a távoli, tüzes „napok” által okozott nehézségek falát.
Az egyik fő akadály a Napunkhoz hasonló csillagok által generált „zaj”. A felszínükön kavargó plazma és a változó mágneses mezők egy sor jelenséget okoznak a csillagok légkörében, többek között sötét foltokat és úgynevezett „granulációs” mintázatot – ami hasonló a víz forrásához. Ezek a napfoltokhoz, fényességingadozásokhoz és kitörésekhez hasonló jelenségek pedig szintén eltakarják azt a gyenge jelet, amely a csillag fényének periodikus halványodása révén jelzi, hogy egy bolygó elhalad a csillaga előtt.
A fő segítség egy vadonatúj távcső, a PoET (Paranal solar Espresso Telescope) lesz, mely az EU által támogatott 2027 szeptemberéig tartó FIERCE kezdeményezés részeként épül. Ez a mindössze 60 centiméter átmérőjű kompakt műszer Chile-be kerül majd, ahol az Európai Déli Obszervatórium Very Large Telescope (VLT) teleszkópja mellett fog működni, amely az Atacama-sivatagban, egy hegyen épült fel.
A Nap mint szimulációs terep
A PoET nem a távoli csillagok körül keringő bolygókat fogja figyelni, hanem a saját Napunkra fog összpontosítani, és a granuláció, valamint az ahhoz kapcsolódó folyamatok által keltett zajt fogja elemezni.
Az új teleszkóp összeköttetésben áll majd egy másik, Chilében elhelyezett űrkutatással foglalkozó műszerrel, az ESPRESSO-val (Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations). Ezt a műszer kifejezetten arra tervezték, hogy a csillagok fényét különböző színekre bontsa, és tanulmányozza a távoli csillagok körül keringő bolygókat.
Az ESPRESSO és a mi Napunk megfigyeléseinek összekapcsolásával a kutatók azt remélik, hogy pontosan megérthetik, hogyan viselkedik a Nap különböző régióiban. Ezzel részletes spektrumot kapunk a Napból származó kémiai elemekről, amelyből kiderül, hogyan változnak azok a felszín változásával. Végül ezek az eredmények segítenek a csillagászoknak kiszűrni a zajt más Nap-szerű csillagok megfigyeléseiből, megkönnyítve ezzel a távoli, Föld-szerű bolygók észlelését.
A PoET-tel végzett megfigyelések várhatóan év végén kezdődnek és három évig folytatódnak. A távcső a látható fény hullámhosszán működik és olyan optikai konfigurációt használ, hogy a vizsgált naprészen kívül minden mást eltakarjon.
A PoET távcsővel nappali megfigyeléseket fognak végezni közösen az ESPRESSO-val, amelyet távirányítással működtetnek Portóból. Éjszakánként pedig az ESPRESSO visszatér fő feladatához, amit a VLT-vel együttesen végez.
Jön a PLATO
Ez a munka különösen fontos, mivel az Európai Űrügynökség 2026-ban induló PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) missziójának megalapozását jelenti.
A PLATO egy új európai űrtávcsövet jelent, mely 26 kamerával fogja keresni a millió csillag körül keringő bolygókat, különös figyelmet fordítva a Naphoz hasonló csillagok körül keringő, Földhöz hasonló világokra. Műszerei meg fogják mérni az egyes bolygók sugarát, lehetővé téve a csillagászok számára, hogy meghatározzák sűrűségüket és összetételüket – akár több száz vagy ezer fényév távolságból is.
A Nap zajának elemzése és csökkentése a PoET segítségével elengedhetetlen lesz a PLATO űrtávcső pontos méréseihez. Ha minden a tervek szerint halad, a PoET 2026 közepére eredményeket hozhat, és a PLATO indítását követően fontos adatokat szolgáltathat a misszió számára.
A Plato űrtávcső működése olyan missziók számára is egyengeti majd az utat, mint a NASA 2040-es években várható hatalmas űrtávcsöve, a Habitable Worlds Observatory (Lakható Világok Obszervatóriuma) és a 2030-ra befejezésre várható következő nagy európai távcső. Ezek fogják majd megkísérelni közvetlenül leképezni a PLATO által talált, potenciálisan lakható bolygókat, és életjeleket keresni rajtuk.
Addig azonban a csillagászoknak meg kell találniuk, hogy hány ilyen világ létezik, és hol találhatók. A más napok körül keringő lakható Földek keresése a tudomány egyik legnagyobb kérdése, amelyre válaszokat kell kapnunk.
