Την περασμένη μιάμιση δεκαετία, συνολικά 4.164 χιλ πλανήτες έχουν ανακαλυφθεί πέρα από το Ηλιακό μας Σύστημα, ενώ άλλοι 5220 αναμένουν επιβεβαίωση. Τα περισσότερα από αυτά εντοπίστηκαν από τον σεβαστό Διαστημικό Τηλεσκόπιο Κέπλερ , ενώ τα υπόλοιπα έχουν παρατηρηθεί από τους Διερχόμενος δορυφόρος έρευνας εξωπλανητών (TESS) και ένας συνδυασμός άλλων δορυφόρων και επίγειων τηλεσκοπίων.
Αλλά σε ένα νέο ρεκόρ, μια γνωστή υπερ-Γη παρατηρήθηκε πρόσφατα από το Arcsecond διαστημικό τηλεσκόπιο που επιτρέπει την έρευνα στην αστροφυσική (ΑΣΤΕΡΙΑ) μικρός δορυφόρος – καθιστώντας τον το μικρότερο παρατηρητήριο για εντοπισμό εξωπλανήτη. Με επικεφαλής μια ομάδα από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT), αυτή η αποστολή έδειξε ότι μικροί δορυφόροι μπορούν να εκτελούν πολύπλοκες εργασίες στο διάστημα που συνήθως εκτελούνται από μεγάλα παρατηρητήρια.
Η ομάδα που είναι υπεύθυνη για αυτήν την ανακάλυψη ήταν υπό την ηγεσία της Mary Knapp, μιας ερευνήτριας με το Παρατηρητήριο MIT Haystack . Μαζί της ήταν μια ομάδα αστροφυσικών και πλανητικών επιστημόνων του MIT, φυσικοί από το MIT Ινστιτούτο Αστροφυσικής και Διαστημικής Έρευνας Kavli , και ερευνητές από το Κέντρο Διαστήματος και Κατοικισιμότητας (CSH) στο Πανεπιστήμιο της Βέρνης και στο Εργαστήριο Jet Propulsion της NASA.
Η ιδέα του καλλιτέχνη για το 55 Cancri e, το οποίο πιθανότατα έχει μια ατμόσφαιρα παχύτερη από αυτή της Γης, αλλά με μια σύνθεση που θα μπορούσε να είναι παρόμοια με την ατμόσφαιρα της Γης. Πίστωση: NASA/JPL
Αρχικά αναπτύχθηκε στη Χαμηλή Τροχιά της Γης (LEO) τον Νοέμβριο του 2017 από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS), το ASTERIA CubeSat είναι ένας επίδειξης τεχνολογίας με κύριο στόχο. Περισσότερο από οτιδήποτε άλλο, σχεδιάστηκε για να δείξει ότι μικροί δορυφόροι μπορούν να εκτελούν μελέτες εξωπλανητών – κάτι που απαιτούσε μέχρι τώρα διαστημικά παρατηρητήρια πολλών δισεκατομμυρίων δολαρίων.
Όπως περιγράφει η ομάδα στη μελέτη της, η οποία πρόσφατα εμφανίστηκε στο Astrophysical Journal , το απέδειξε η ΑΣΤΕΡΙΑ παρατηρώντας με επιτυχία 55 Καρκίνος ε . Αυτή η υπερ-Γη, η οποία ανακαλύφθηκε το 2004 (καθιστώντας την μια από τις παλαιότερες) είναι περισσότερο από το διπλάσιο του μεγέθους της Γης και 8 φορές πιο μαζική. Περιστρέφεται επίσης γύρω από το αστέρι του – έναν πορτοκαλί νάνο τύπου Κ της κύριας ακολουθίας – σε απόσταση 0,01544 AU (1,5% της απόστασης μεταξύ Γης και Ήλιου).
Δεδομένης της εγγύτητάς του, το 55 Cancri e εκτίθεται σε τεράστια ποσότητα θερμότητας και είναι παλιρροϊκά κλειδωμένο με τον ήλιο του (όπου το ένα πρόσωπο είναι συνεχώς στραμμένο προς το μέρος του). Εξαιτίας αυτού, οι επιστήμονες εικάζουν ότι η επιφάνεια του πλανήτη μπορεί να είναι εξ ολοκλήρου καλυμμένη από λάβα. Το μέγεθός του, η τροχιά του και η σύντομη περίοδος τροχιάς του (16 ώρες 48 λεπτά) το καθιστούν επίσης πρωταρχικό στόχο για αποστολές κυνηγιού εξωπλανητών που χρησιμοποιούν Μέθοδος διέλευσης .
Αυτά τα χαρακτηριστικά το καθιστούν επίσης τον τέλειο στόχο για τη δοκιμή των δυνατοτήτων του ASTERIA. Αρχικά, σκοπός του διαστημικού σκάφους ήταν να δοκιμάσει τεχνολογίες και να αναπτύξει νέες δυνατότητες για μελλοντικές αποστολές. Ωστόσο, η ομάδα πίσω από αυτό μπόρεσε επίσης να αναπτύξει την ικανότητα για έλεγχο ακριβούς κατάδειξης – δηλαδή το διαστημόπλοιο είναι σε θέση να παραμένει σταθερά εστιασμένο σε ένα αντικείμενο για μεγάλες χρονικές περιόδους.
Η Ηλεκτρολόγος Μηχανικός δοκιμών Esha Murty (αριστερά) και ο επικεφαλής της ολοκλήρωσης και δοκιμής Cody Colley (δεξιά) προετοιμάζουν το διαστημόπλοιο ASTERIA τον Απρίλιο του 2017. Προσφορά: NASA/JPL-Caltech
Αυτό είναι απαραίτητο όταν πρόκειται για την ανίχνευση περιοδικών βυθίσεων στη φωτεινότητα ενός αστεριού, καθώς τυχόν προσκρούσεις ή δονήσεις μπορεί να οδηγήσουν σε ψευδή σήματα. Πριν τελειώσει η αποστολή, το διαστημικό σκάφος μπόρεσε να παραμείνει σταθερό αρκετό καιρό ώστε να ανιχνεύσει 55 Cancri e ανιχνεύοντας σήματα διέλευσης. Αρχικά, η αποστολή επρόκειτο να διαρκέσει για 90 ημέρες, αλλά έλαβε τρεις παρατάσεις αποστολής πριν η ομάδα χάσει την επαφή με το CubeSat τον Δεκέμβριο.
Όπως είπε η Vanessa Bailey, η κύρια ερευνήτρια της επιστημονικής ομάδας εξωπλανητών του ASTERIA, σε ένα δελτίο τύπου της NASA:
«Η ανίχνευση αυτού του εξωπλανήτη είναι συναρπαστική, γιατί δείχνει πώς αυτές οι νέες τεχνολογίες συνδυάζονται σε μια πραγματική εφαρμογή. Το γεγονός ότι το ASTERIA διήρκεσε περισσότερο από 20 μήνες πέρα από την πρωταρχική του αποστολή, δίνοντάς μας πολύτιμο επιπλέον χρόνο για να ασχοληθούμε με την επιστήμη, υπογραμμίζει τη σπουδαία μηχανική που έγινε στο JPL και στο MIT».
Είναι σημαντικό, ωστόσο, να σημειωθεί ότι το σήμα διέλευσης από μόνο του δεν ήταν αρκετό για να υποδείξει μια επιτυχημένη ανίχνευση. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το 55 Cancri e αποκλείει μόνο το 0,04% του φωτός του αστέρα-ξενιστή του και τέτοιες βυθίσεις συχνά αποδίδονται σε άλλα αστρονομικά φαινόμενα. Εξαιτίας αυτού, το ASTERIA έκανε αυτό που είναι γνωστό ως «οριακή ανίχνευση», όπου τα δεδομένα που ελήφθησαν έπρεπε να συγκριθούν με προηγούμενες παρατηρήσεις του πλανήτη.
Το ASTERIA αναπτύσσεται από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό στις 20 Νοεμβρίου 2017. Πιστώσεις: NASA/JPL-Caltech
Παρόλα αυτά, το γεγονός ότι το 55 Cancri e είναι τόσο δύσκολο να βρεις τη χρήση των οπτικών του CubeSat το καθιστά σημαντικό επίτευγμα για το ASTERIA. Ως Mary Knapp, η επιστήμονας του έργου ASTERIA στο Παρατηρητήριο Haystack του MIT και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, είπε :
«Κάναμε ένα σκληρό στόχο με ένα μικρό τηλεσκόπιο που δεν ήταν καν βελτιστοποιημένο για να κάνει επιστημονικές ανιχνεύσεις – και το καταφέραμε, έστω και μετά βίας. Νομίζω ότι αυτό το έγγραφο επικυρώνει την ιδέα που παρακίνησε την αποστολή ASTERIA: ότι το μικρό διαστημικό σκάφος μπορεί να συνεισφέρει κάτι στην αστροφυσική και την αστρονομία».
Ενώ το CubeSats δεν μπορεί να αναμένεται να ανταγωνιστεί μεγαλύτερα διαστημόπλοια κυνηγιού εξωπλανητών – όπως το Διερχόμενος δορυφόρος έρευνας εξωπλανητών (TESS) ή το που πρόκειται να κυκλοφορήσει σύντομα Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) – η αποστολή ΑΣΤΕΡΙΑ αποδεικνύει ότι μικρότερα παρατηρητήρια μπορούν να παίξουν υποστηρικτικό ρόλο. Δεδομένου ότι οι μικροί δορυφόροι έχουν λιγότερες απαιτήσεις στο χρόνο τους από τα μεγάλα παρατηρητήρια, θα μπορούσαν να παρακολουθούν αστέρια μεταξύ μεγαλύτερων ερευνών.
Από αυτή την άποψη, η ΑΣΤΕΡΙΑ ακολουθεί τα βήματα της Καναδικής Διαστημικής Υπηρεσίας Μικρομεταβλητότητα και Ταλαντώσεις Αστέρων Η αποστολή (MOST), η οποία πραγματοποίησε την πρώτη ανίχνευση διέλευσης 55 Cancri e το 2011. Σε σύγκριση με το MOST, το ASTERIA και τα συστατικά του είναι το ένα έκτο του όγκου, καθιστώντας τον τον μικρότερο δορυφόρο κυνηγιού πλανητών στην ιστορία.
Η εντύπωση του καλλιτέχνη για το πώς μπορεί να μοιάζει ένας εξωπλανήτης σαν τη Γη. Πίστωση: ESO.
Κοιτάζοντας το μέλλον, η αστροφυσικός του MIT Sara Seager (η κύρια ερευνήτρια για το ASTERIA) οραματίζεται μια αποστολή παρακολούθησης που περιλαμβάνει έναν αστερισμό έξι δορυφόρων που θα ήταν δύο φορές μεγαλύτεροι από τον ASTERIA. Ο Seager ήταν πρόσφατα βραβευμένο μια επιχορήγηση της NASA Astrophysics Science SmallSat για την ανάπτυξη αυτής της ιδέας αποστολής, η οποία θα αναζητούσε εξωπλανήτες που μοιάζουν με τη Γη γύρω από κοντινά αστέρια που μοιάζουν με τον Ήλιο.
Αυτό υπογραμμίζει τη μεγαλύτερη συμβολή της αποστολής ASTERIA, που είναι ο τρόπος με τον οποίο έχει δοκιμάσει τεχνολογίες που θα επιτρέψουν σε μικρούς δορυφόρους να διεξάγουν πολύπλοκες αστρονομικές έρευνες. Καθώς ο Akshata Krishnamurthy, ο συν-ερευνητής και η ανάλυση επιστημονικών δεδομένων συνεπικεφαλής του ASTERIA στο JPL, εξήγησε :
«Αυτή η αποστολή αφορούσε κυρίως τη μάθηση. Ανακαλύψαμε τόσα πολλά πράγματα που οι μελλοντικοί μικροί δορυφόροι θα μπορούν να κάνουν καλύτερα, επειδή πρώτα δείξαμε την τεχνολογία και τις δυνατότητες. Νομίζω ότι ανοίξαμε τις πόρτες».
Στο μέλλον, είναι πιθανό να δούμε σμήνη μικρών δορυφόρων ή ακόμη και μικροδορυφόροι συγκεντρώνονται για να διεξάγουν παρατηρήσεις, συμβολομετρία και άλλες προηγμένες μορφές αστρονομίας. Αυτό θα επιτρέψει φθηνότερες εκτοξεύσεις, μειωμένο ρίσκο και μεγαλύτερη προσβασιμότητα, κάτι που έχει να κάνει με την ανανεωμένη εποχή της εξερεύνησης του διαστήματος.
Περαιτέρω ανάγνωση: NASA/JPL