Новый взгляд на небо: неожиданный дизайн телескопа, способный раскрыть тайны Вселенной

Что если привычная форма телескопа — не лучший вариант для поиска обитаемых миров? С момента, когда Галилей впервые направил свой телескоп на звёзды, конструкция этого прибора почти не изменилась: круглая форма с зеркалами и линзами, собирающими и усиливающими свет. Но современные астрономы предлагают задуматься о радикально иной архитектуре — прямоугольной, которая способна открыть новые горизонты в поисках экзопланет, потенциально пригодных для жизни.

Почему форма телескопа имеет значение

Современные телескопы, такие как знаменитый "Хаббл", недавно запущенный космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) или обсерватория Веры Рубин, являются настоящими техническими шедеврами. Они позволяют заглянуть в глубины Вселенной и изучать самые отдалённые объекты. Однако при поиске планет, похожих на Землю, эти инструменты сталкиваются с фундаментальными ограничениями.

Главная задача — обнаружить воду, необходимую для жизни, и это требует наблюдений в инфракрасном диапазоне, особенно на длине волны около 10 микрон, где вода излучает свет. JWST уже способен это делать, но для того, чтобы различить планету земного типа, вращающуюся на расстоянии, аналогичном расстоянию Земли от Солнца, размер зеркала должен быть значительно больше. По оценкам, диаметр телескопа должен достигать около 20 метров, что в три раза превышает размеры JWST с его 6,5-метровым зеркалом.

Однако изготовление и запуск такого гиганта пока невозможны из-за технологических ограничений. Разворачивание JWST было сложным и нервным процессом, и масштабировать эту технологию ещё сильнее — задача на грани фантастики.

Блокировка света звезды — ключ к успеху

Помимо размера, существует ещё одна серьёзная проблема: свет звезды в миллиарды раз ярче отражённого света планеты. Для того чтобы увидеть планету, нужно эффективно "затмить" звезду. Простое использование фильтров или наклеек на линзы не поможет — блики всё равно будут мешать наблюдениям.

Решением может стать двухкомпонентная система, в которой космический аппарат-затенитель, находящийся далеко перед телескопом, блокирует свет звезды, создавая искусственное затмение. Примером такой технологии служит миссия Proba-3, где два спутника на расстоянии 150 метров друг от друга создают затмение Солнца для более точных наблюдений.

Однако для поиска экзопланет затенитель должен находиться на расстоянии десятков тысяч метров от телескопа, что значительно усложняет задачу.

Прямоугольное зеркало — инновационный подход

Группа учёных под руководством профессора Хайди Ньюберг из Политехнического института Ренсселера предложила интересное и нестандартное решение — использовать зеркало прямоугольной формы с большим соотношением сторон, например, 1 метр на 20 метров. Такая конструкция позволит получить преимущества большого зеркала и при этом иметь меньшую площадь поверхности, что упрощает производство и запуск.

По их расчётам, такой телескоп сможет получать изображения до 27 планет размером с Землю в радиусе 30 световых лет от нашей системы. Это открывает новые возможности для поиска "Земли 2.0" и изучения экзопланет с потенциальной обитаемой средой.