Due dei temi più caldi e coinvolgenti nello spazio e nell'astronomia in questi giorni sono 1.) esopianeti - pianeti che orbitano attorno ad altre stelle - e 2.) materia oscura - quella roba sconosciuta che apparentemente costituisce una parte considerevole del nostro universo. C'è un veicolo spaziale attualmente in sviluppo che potrebbe aiutare a rispondere alle nostre domande sul fatto che ci siano davvero altri pianeti simili alla Terra là fuori, oltre a fornire indizi sulla natura della materia oscura. Il veicolo spaziale si chiama SIM - la missione di interferometria spaziale. "Cercheremo altre terre attorno ad altre stelle", ha affermato Stephen Edberg, scienziato di sistema per la missione, "e effettuando accurate misurazioni di massa delle galassie, dovremmo essere in grado di misurare anche la materia oscura".
Ascolta il podcast "365 Days of Astronomy" del 20 gennaio 2009 e la mia intervista con Steve Edberg, e / o leggi di più sulla missione SIM Lite qui sotto!
Il concetto di questa missione è in circolazione da un po 'di tempo e il concetto è cambiato nel tempo, con il telescopio che attraversa diverse incarnazioni. Attualmente, la missione si chiama SIM Lite, poiché la stessa navicella spaziale è diventata più piccola, tuttavia gli specchi per l'interferometro sono diventati più grandi.
Mentre l'interferometria alle lunghezze d'onda radio è stata eseguita per oltre 50 anni, l'interferometria ottica è maturata solo di recente. L'interferometria ottica combina la luce di più telescopi per funzionare come un singolo telescopio molto più grande. SIM Lite avrà due sensori interferometrici stellari a lunghezza d'onda visibile, oltre ad altri rivelatori avanzati, che lavoreranno insieme per creare un telescopio estremamente sensibile, in orbita al di fuori dell'atmosfera terrestre.
"Questi sono strumenti in grado di misurare le posizioni nel cielo con una precisione quasi incredibile", ha affermato Edberg. “Immagina Buzz Aldrin in piedi sulla luna. Fai finta di avere un nickel tra pollice e indice. La SIM può misurare lo spessore di quel nichel visto da qualcuno in piedi sulla superficie della Terra. Questo è un micro arco al secondo, una piccolissima frazione di cielo. ” Guarda un video che descrive questo - (Quicktime necessario)
Avendo la possibilità di effettuare misurazioni come quelle con la SIM, sarà possibile dedurre la presenza di pianeti entro circa 30 anni luce dalla Terra e quei pianeti possono avere una massa piccola e bassa come la Terra. A partire da ora, il team della SIM prevede di studiare tra 65 e 100 stelle in una missione quinquennale, alla ricerca di analoghi della Terra, pianeti all'incirca la stessa massa della Terra in orbita attorno alle loro stelle nella zona abitabile, dove potrebbe esistere acqua liquida.
Quindi, ad esempio, SIM Lite sarebbe in grado di rilevare un pianeta abitabile attorno alla stella 40 Eridani A, a 16 anni luce di distanza, noto ai fan della serie televisiva "Star Trek" come la posizione del pianeta natale di Spock, Vulcano . Guarda un filmato che descrive questo possibile rilevamento (QuickTime necessario).
La SIM non rileverà direttamente un pianeta, ma rilevando il movimento che provoca nella stella madre. "È un compito difficile, non c'è dubbio", ha detto Edberg, "ma diventa complicato, in base a ciò che vediamo con il nostro sistema solare e ciò che abbiamo visto in altri sistemi planetari. Sappiamo che ci sono altri sistemi là fuori che hanno più di un pianeta. Più pianeti possono confondere le misure. "
Ma la SIM dovrebbe essere in grado di rilevare pianeti di dimensioni diverse in orbita attorno ad altre stelle. SIM Lite ha recentemente superato uno studio in doppio cieco condotto da quattro team separati che hanno confermato che la tecnologia SIM consentirà il rilevamento di pianeti di massa terrestre tra sistemi a più pianeti, avendo la capacità di misurare la massa di pianeti di dimensioni diverse, fino a un minimo Terra di massa.
"Con poche eccezioni, tutti i pianeti che conosciamo sono stati rilevati usando un metodo chiamato velocità radiale", ha detto Edberg, "dove osserviamo il movimento periodico della stella che viene verso di noi e si allontana da noi su base regolare. Ma quando effettui misurazioni del genere, quando non hai altre informazioni, non conosci l'orientamento dell'orbita dei pianeti rispetto alla stella, o la massa della stella o del pianeta. "
Con le stelle più calde, la velocità radiale non può essere utilizzata per cercare pianeti. Ma SIM Lite sarà in grado di guardare le stelle chiare attraverso il diagramma dalle stelle più belle a quelle più calde.
"Finora non abbiamo trovato altri pianeti delle dimensioni della Terra", ha detto Edberg. (Vedi il nostro articolo del 19/01/2009 su un pianeta che potrebbe essere 1,4 volte la massa della Terra.) "Quindi, trovare analoghi della Terra attorno a stelle come il sole è davvero il grande obiettivo."
"È un grande punto interrogativo negli altri pianeti che conosciamo ora - credo che conosciamo solo circa il 10% delle masse di pianeti extrasolari", ha affermato Edberg.
Un secondo programma di ricerca del pianeta, chiamato "ampio sondaggio", sonderà circa 2.000 stelle nella nostra galassia per determinare i pianeti di prevalenza delle dimensioni di Nettuno e più grandi.
La SIM verrà anche utilizzata per misurare le dimensioni delle stelle, nonché le distanze delle stelle, e sarà in grado di farlo diverse centinaia di volte in modo più accurato di quanto precedentemente possibile. SIM Lite misurerà anche il movimento delle galassie vicine, nella maggior parte dei casi, per la prima volta. Queste misurazioni aiuteranno a fornire le prime misurazioni della massa totale delle singole galassie. Tutto ciò consentirà agli scienziati di stimare la distribuzione della materia oscura nella nostra galassia e nell'universo.
"La materia oscura è nota per i suoi effetti gravitazionali", ha detto Edberg. "Non sembra interagire con la materia normale come la conosciamo. Per avere più indizi su di esso, vogliamo sapere dove si trova. "
La SIM misurerà su due scale diverse. Uno è all'interno della Via Lattea, effettuando misurazioni di stelle e ammassi globulari e misurando stelle che sono state strappate da piccole galassie che orbitano attorno alla Via Lattea.
"Possiamo fare il modello di massa della nostra galassia e scoprire dov'è quella massa, inclusa quella che deve essere molta materia oscura", ha detto Edberg. “Quando misuriamo il modo in cui ruota la nostra galassia, scopri che ruota come un solido. Invece di essere Kepleriano, dove pensi a Mercurio che gira intorno al sole più velocemente di Plutone, da ogni parte della galassia il più vicino possibile al centro, oltre la distanza del sole, la Via Lattea ruota come se fosse un solido corpo. Non è un corpo solido, ma ciò significa che deve avere una densità costante fino in fondo e ciò significa che c'è molta più materia di quella che possiamo vedere ".
"Un'altra cosa che vorremmo sapere è la concentrazione di materia oscura in un gruppo di galassie", ha continuato Edberg. “La Via Lattea fa parte del gruppo locale di galassie e SIM ha la capacità di misurare le stelle all'interno delle singole galassie, che a loro volta possono essere modellate per dirci dove si trova la materia oscura all'interno del gruppo locale. Questo è all'avanguardia. Questo è uno dei grandi misteri in questo momento in astrofisica e cosmologia. "
Pianeti solari extra ed energia oscura possono sembrare due cose completamente diverse da cercare per un veicolo spaziale, ma Edberg ha detto che questo è un esempio di come tutto è legato insieme.
"Per ottenere masse planetarie dobbiamo conoscere le masse delle stelle madri", ha detto. “La SIM effettuerà misurazioni di stelle, in particolare stelle binarie, determinerà le masse di stelle per un'ampia varietà di tipi di stelle e sarà in grado di stimare le dimensioni dei pianeti che causano il movimento riflesso. Per effettuare le misurazioni, e poiché le stelle con i pianeti saranno sparse nel cielo, dobbiamo avere una griglia di stelle che sono i punti fissi per darci latitudine e longitudine, per così dire. Se sai esattamente dove sono St. Louis e Los Angeles, allora è molto più facile triangolare dove si trovano le cose tra loro. Dobbiamo farlo in tutto il cielo, e per farlo lo leghiamo alle stelle e la SIM può farlo. Queste sono domande fondamentali a cui non conosciamo le risposte, ma SIM ci aiuterà a trovare le risposte ".
Quindi, SIM Lite cercherà dall'interno del nostro quartiere fino ai confini dell'universo.
Qual è lo stato di questo futuro veicolo spaziale?
"Siamo in attesa in questo momento", ha detto Edberg. “Di recente abbiamo superato il test in doppio cieco per dimostrare che la SIM può trovare pianeti simili alla Terra in sistemi con più pianeti. La SIM sta inoltre subendo una revisione decadale per sostenere che la comunità scientifica astronomica deve avere una missione come la SIM per rafforzare enormemente le basi. "
È in corso un lavoro tecnico per prepararsi a costruire gli strumenti reali, ma per motivi di bilancio, la NASA non ha fissato una data di lancio. "Pensiamo di poter essere pronti per il lancio entro il 2015, una volta ottenuto il via libera dalla NASA", ha affermato Edberg, "e il via libera dipende dalla revisione decadale e le relazioni dovrebbero essere pubblicate entro circa un anno".
SIM Lite fornirebbe una capacità di misura completamente nuova in astronomia. Le sue scoperte probabilmente starebbero fermamente da sole, complimentandosi con le capacità del nostro attuale, e di altri osservatori spaziali futuri previsti.
Per ulteriori informazioni sulla SIM, visitare il sito Web della missione.
