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    Project Blue e la ricerca per fotografare gli esopianeti

    Credito:Istituto SETI

    L'immaginario collettivo mondiale per rispondere all'annosa domanda, "Siamo soli, " è stato riacceso ora che capiamo che gli esopianeti - pianeti in orbita attorno a stelle diverse dal Sole terrestre - non sono rari. C'è una maggiore urgenza di sviluppare capacità per fotografare direttamente gli esopianeti intorno a stelle vicine e per caratterizzare le loro condizioni di superficie e, Alpha Centauri, essendo il sistema stellare più vicino al nostro, è comprensibilmente diventato un punto focale dell'attuale studio scientifico.

    Alpha Centauri presenta due stelle simili al Sole, ciascuno con la possibilità di avere uno o più esopianeti in orbita nella sua zona abitabile - l'intervallo in cui le temperature consentirebbero all'acqua liquida di esistere sulla superficie di un pianeta - rendendolo un obiettivo ancora più avvincente. Dal punto di vista tecnico, come il nostro sistema stellare più vicino, Alpha Centauri è anche il sistema più semplice per noi per risolvere importanti scale fisiche, inclusa una migliore comprensione della distanza tra una stella e la sua zona abitabile.

    Essendo il sistema più vicino alla Terra, Alpha Centauri è anche la nostra migliore prospettiva da esplorare quando avremo la tecnologia per viaggiare attraverso più anni luce in un ragionevole lasso di tempo. Come punto di confronto, siamo ancora solo all'inizio della nostra esplorazione di Marte, e in genere sono solo pochi minuti luce, o ~40 milioni di miglia, lontano al suo massimo avvicinamento dalla Terra. Alpha Centauri è il sistema stellare più vicino, ma sono ancora 4,37 anni luce, o ~25 trilioni di miglia, via.

    Fino ad ora, anche se sappiamo che i pianeti delle dimensioni della Terra sono comuni nella nostra Via Lattea, non erano disponibili le tecnologie per fotografarli direttamente alla luce visibile all'occhio umano. La sfida con l'acquisizione di questo tipo di immagine è stata capire come bloccare efficacemente la luce di una stella per poter vedere i suoi pianeti in orbita. Una stella è oltre un miliardo di volte più luminosa, e deve essere soppresso per vedere e catturare immagini di pianeti in orbita.

    Poiché Alpha Centauri è un sistema binario, questa sfida è ancora più complicata, poiché dobbiamo sopprimere la luce di due stelle. Project Blue è una missione per mettere un telescopio per scopi speciali in grado di sopprimere la luce delle stelle e catturare immagini di esopianeti nell'orbita terrestre bassa Il telescopio Project Blue utilizzerà una tecnica chiamata "imaging diretto" per attenuare la luce da Alpha Cen A e B, permettendoci di vedere tutti gli esopianeti circostanti nelle loro orbite. Il sistema specializzato di soppressione della luce stellare è costituito da:

    • Uno strumento chiamato coronografo per bloccare la luce delle stelle, utilizzando la tecnica Phase Induced Amplitude Apodization (PIAA) o Vector Vortex;
    • Uno specchio deformabile, sensori di fronte d'onda di basso ordine, e algoritmi di controllo software per manipolare la luce in entrata e ottenere il controllo del fronte d'onda multistellare (MSWC); e
    • Metodi di post-elaborazione, chiamato Orbital Differential Imaging (ODI), per migliorare il contrasto dell'immagine.

    Mentre ogni missione spaziale è complessa, difficile e richiede tempo, Project Blue ha un ciclo di vita relativamente breve di circa sei anni. Il team del Progetto Blu, composto da esperti tecnici e risorse del BoldlyGo Institute, Centauro della missione, l'Istituto SETI, Università del Massachusetts Lowell, e altre istituzioni sperano di lanciare la missione nell'orbita terrestre bassa entro il 2021 e di osservare il sistema Alpha Centauri per 2 anni con la sua fotocamera coronografica. Al contrario, se dovessimo progettare una sonda da inviare ad Alpha Centauri e lanciarla oggi utilizzando la tecnologia missilistica convenzionale, ci vorrebbero circa 75, 000 anni per arrivarci prima che potesse trasmettere le immagini di qualsiasi scoperta sulla Terra.

    Le scoperte del Progetto Blue sarebbero in grado di informare altre missioni, come i futuri grandi telescopi terrestri e spaziali, e persino Breakthrough Starshot, che è nelle prime fasi dello sviluppo della tecnologia per raggiungere velocità di ⅕ velocità della luce per inviare sonde ad Alpha Centauri. In caso di successo, La svolta Starshot impiegherebbe ancora decenni per arrivare ad Alpha Centauri, e altri 4 anni per il ritorno delle prime immagini sulla Terra. Project Blue potrebbe essere in grado di fornire una "tabella di marcia" per aiutare a garantire che missioni future come queste appaiano nei posti giusti.

    Forse la cosa più importante è la possibilità che Project Blue identifichi e catturi la prima immagine di un esopianeta roccioso blu - un "punto blu pallido" - come l'immagine della Terra che la navicella spaziale Voyager 1 ci ha inviato il 14 febbraio. 1990, da una distanza di 4 miliardi di miglia mentre stava lasciando il nostro sistema solare.

    Credito:Istituto SETI

    Da un punto di vista scientifico, questa scoperta sarebbe alla pari con altre importanti scoperte degli ultimi 500 anni. Ci consentirebbe di conoscere e studiare la composizione di quello che potrebbe essere un altro pianeta con oceani d'acqua e una densa atmosfera in grado di sostenere la vita come la conosciamo:una Terra sorella.

    Dal punto di vista filosofico, questa scoperta sarebbe ancora più profonda. L'identificazione di un altro pianeta ceruleo potrebbe dirci che la Terra non è unica nell'universo. Quando la Voyager 1 ha inviato le immagini a puntini azzurri della Terra, Carl Sagan ha offerto:

    "Guarda di nuovo quel punto. È qui. È casa. Siamo noi. Sopra tutti quelli che ami, tutti quelli che conosci, tutti quelli di cui hai mai sentito parlare, ogni essere umano che sia mai stato, hanno vissuto la loro vita».

    Mentre trovare un altro pianeta blu ci consentirebbe di rispondere a molte domande, ne porterebbe a molti di più, senza dubbio a partire da:"Siamo soli?"

    Se dovessimo stabilire che c'è vita, tutte le riflessioni di Sagan sulla Terra avrebbero improvvisamente assunto una nuova dimensione che non abbiamo mai dovuto considerare. Avremmo scoperto la casa di qualcun altro.

    "Project Blue è una missione spaziale ambiziosa, progettato per rispondere a una domanda fondamentale, ma sorprendentemente la tecnologia per raccogliere l'immagine di un "Pale Blue Dot" attorno alle stelle di Alpha Centauri è lì, " ha detto Franck Marchis, Astronomo planetario senior presso il SETI Institute e Project Blue Science Operation Lead. "La tecnologia che utilizzeremo per rilevare un pianeta da 1 a 10 miliardi di volte più debole della sua stella è stata ampiamente testata in laboratorio, e ora siamo pronti per progettare un telescopio spaziale con questo strumento".

    "Siamo estremamente entusiasti di collaborare con BoldlyGo Institute su Project Blue. Condividiamo l'obiettivo comune di incorporare la scienza dei cittadini nelle nostre iniziative, " ha dichiarato il presidente e CEO del SETI Institute Bill Diamond. "Project Blue si basa su recenti ricerche nel tentativo di dimostrare che la Terra non è sola nel cosmo come pianeta in grado di supportare la vita, e non sarebbe fantastico vedere un pianeta del genere nel nostro sistema stellare più vicino? Questo è il motivo fondamentale per cui cerchiamo".

    "Il futuro dell'esplorazione spaziale ha un potenziale illimitato per rispondere a domande profonde sulla nostra esistenza e sul nostro destino. La scienza basata sullo spazio è una pietra angolare per indagare su tali domande, " ha affermato Jon Morse, CEO del BoldlyGo Institute. "Project Blue cerca di coinvolgere una comunità globale in una missione alla ricerca di pianeti abitabili e vita oltre la Terra".

    Project Blue sta attualmente raccogliendo fondi privati ​​e cittadini per completare il progetto iniziale dell'architettura della missione. Il design si basa su requisiti dettagliati stabiliti dal team scientifico di Project Blue, che è composto dai principali ricercatori di esopianeti provenienti da una varietà di istituzioni. Questa architettura orchestra come il telescopio, macchina fotografica coronagrafica, autobus spaziale, e il sistema di terra lavorano tutti insieme per acquisire, negozio, trasmettere, ed elaborare le immagini che scatterà la missione Project Blue. Dopo la progettazione iniziale, eseguiremo simulazioni di missione per prevedere le prestazioni, e renderà disponibile online un Mission Performance Simulator (MPS) affinché i cittadini scienziati interessati possano eseguire le proprie simulazioni.


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