Кіріспе
Ұсынылған оккультер
Жаңа әлемдер миссиясы – жақын жұлдыздардың жарығын тосып, олардың айналасындағы экзопланеталарды бақылауға арналған ғарыш телескобымен бірге ұшатын үлкен оккультерден тұратын жоба. Байқаулар қолданыстағы ғарыш телескобымен немесе экзопланеталарды табуға арналған, ең жақсы жабдықталған көрінетін жарық оптикалық телескобымен жүргізілуі мүмкін. 2005 жылдан бастап алдын ала ғылыми-зерттеу жобасы қаржыландырылды. Егер қаржыландырылып, іске қосылса, ол бес жыл бойы жұмыс істеуі тиіс.
Мақсаты
Қазіргі уақытта экзопланеталарды тікелей анықтау өте қиын. Бұл негізінен мынаған байланысты: экзопланеталар астрономиялық қашықтықтан байқағанда өздерінің жұлдыздарына өте жақын болып көрінеді. Тіпті ең жақын жұлдыздар да бірнеше жарық жылы қашықтықта орналасқан. Бұл экзопланеталарды іздегенде, әдетте жұлдыздан өте кішкентай бұрыштарды, бірнеше ондаған милликук секундтар көлемінде байқауға болады. Бұл кішкентай бұрыштарды жер бетінен астрономиялық жағдайлардың нашарлығы салдарынан анықтау мүмкін емес. Экзопланеталар өздерінің жұлдыздарына қарағанда өте әлсіз. Әдетте, жұлдыз орбиталық планетадан миллиард есе жарық болады. Бұл жұлдыздың жарығына планеталарды көруді дерлік мүмкін емес етеді. Мұндай көмескі планетаны жарық жұлдызға жақын жерде байқаудың қиындығы астрономдарға экзопланеталарды тікелей суретке түсіруге кедергі келтіреді. Бүгінгі күнге дейін экзопланеталардың тек бірнешеуінің ғана суреті түсірілді. Фотоға түсірілген алғашқы экзопланета 2M1207b, ол 2M1207 деп аталатын жұлдыздың орбитасында жүреді. Астрономдар бұл планетаны фотоға түсіре алды, өйткені ол өте ерекше планета, ол өзінің бас жұлдызынан өте алыс, шамамен 55 астрономиялық бірлік (Нептуннан екі есе алыс). Сонымен қатар, планета қоңыр жұлдыз деп аталатын өте әлсіз жұлдыздың орбитасында айналып жүр. Жарық жұлдыздың маңында Жерге ұқсас планеталарды анықтау қиындығын жеңу үшін «Жаңа әлемдер» миссиясы жұлдыздың жарығын жасырушымен (occulter) бұғаттауды жоспарлап отыр. Бұл жасырушы жұлдыздың барлық жарығын бақылаушыға жетуден бөгеп, планетаның жарығын кедергісіз өткізуге мүмкіндік береді. Жұлдыз шаңырағының ені ондаған метр болуы мүмкін және ол Майларға ұқсас жеңіл материал Каптоннан жасалған болуы мүмкін. Бұл - жарықтың дифракциясын пайдаланып сурет түсіруге арналған құрылғы. Жұлдыз шатыры - бұл басқа әлемдерді телескоппен бақылауға кедергі келтіретін жұлдыз жарығын бұғаттау үшін жасалған күнбағыс пішінді коронограф дискісі. Жұлдызшаның «күнбағыс» пішініндегі «жапырақшалары» арагоскоптың негізгі ерекшелігі болып табылатын дифракцияны жою үшін жасалған. Жұлдыз шатыры - Боулдердегі Колорадо университетінің астрофизика және ғарыш астрономиясы орталығының астрофизигі Вебстер Кэш жобалаған ғарыш кемесі. Ұсынылған ғарыш кемесі оны пайдаланбаған Джеймс Вебб ғарыш телескобы сияқты ғарыш телескобымен немесе жаңа 4 метрлік телескоппен бірге жұмыс істеуге арналған. Ол ғарыш телескобының алдында (телескоп пен нысана жұлдызының арасында) және Жерден шамамен алыста, Жердің гелиоцентрикалық орбитасынан тыс жерде ұшатын болады. Ашылғанда, ол айналасында тік шығып тұрған күнбағысқа ұқсайды. Жұлдыз көлеңкесі өте үлкен коронограф ретінде әрекет етеді: ол алыс жұлдыздың жарығын бұғаттап, байланысты планеталарды байқауды жеңілдетеді. Жұлдыз көлеңкесі жарық жұлдыздардың жарығын 10 миллиард есеге дейін азайтады. Телескоптың шеттерінен «сасыған» жарық планеталар жүйесін сканерлеуде пайдаланылады. Жарықтың азаюымен астрономдар ондаған триллион шақырым қашықтықтағы экзопланеталардың атмосферасын химиялық өмірдің ықтимал белгілерін тексеруге мүмкіндік алады.
Exoplanets appearing extremely close to their host stars when observed at astronomical distances. Even the closest of stars are several light years away. This means that while looking for exoplanets, one would typically be observing very small angles from the star, on the order of several tens of milli arcseconds. Angles this small are impossible to resolve from the ground due to astronomical seeing. Exoplanets being extremely dim compared to their host stars. Typically, the star will be approximately a billion times brighter than the orbiting planet. This makes it nearly impossible to see planets against the star's glare. The difficulty of observing such a dim planet so close to a bright star is the obstacle that has prevented astronomers from directly photographing exoplanets. To date, only a handful of exoplanets have been photographed. The first exoplanet to be photographed, 2M1207b, is in orbit around a star called 2M1207. Astronomers were only able to photograph this planet because it is a very unusual planet that is very far from its host star, approximately 55 astronomical units (about twice the distance of Neptune). Furthermore, the planet is orbiting a very dim star, known as a brown dwarf. To overcome the difficulty of distinguishing more Earth like planets in the vicinity of a bright star, the New Worlds Mission would block the star's light with an occulter. The occulter would block all of the starlight from reaching the observer, while allowing the planet's light to pass undisturbed. The starshade would be tens of meters across and probably made out of Kapton, a lightweight material similar to Mylar. which is a proposed imaging device designed to use the diffraction of light around a perfectly circular light shield to produce an image. The starshade is a proposed sunflower shaped coronagraph disc that was designed to block starlight that interferes with telescopic observations of other worlds. The "petals" of the "sunflower" shape of the starshade are designed to eliminate the diffraction that is the central feature of an Aragoscope. The starshade is a spacecraft designed by Webster Cash, an astrophysicist at the University of Colorado at Boulder's Center for Astrophysics and Space Astronomy. The proposed spacecraft was designed to work in tandem with space telescopes like the James Webb Space Telescope, which did not use it, or a new 4 meter telescope. It would fly in front of a space telescope (between the telescope and a target star) and approximately away from Earth, outside of Earth's heliocentric orbit. When unfurled, the starshade resembles a sunflower, with pointed protrusions around its circumference. The starshade acts as a very large coronagraph: it blocks light of a distant star, making it easier to observe associated planets. The unfurled starshade could reduce collected light from bright stars by as much as 10 billion fold. Light that "leaks" around the edges would be used by the telescope as it scans the target system for planets. With the reduction of the harsh light, astronomers will be able to check exoplanet atmospheres tens of trillions of miles away for the potential chemical signatures of life.