سيكون تلسكوب لازولي الفضائي أول تلسكوب فضائي خاص. إنه الابن العلمي لإريك شميدت، الرئيس التنفيذي السابق لشركة Google. وسيحتوي على مرآة يبلغ طولها 3 أمتار، وهي أكبر من مرآة هابل التي يبلغ طولها 2.4 متر، وسيتم إطلاقه بحلول عام 2029.
سيكون لدى Lazuli ثلاث أدوات: جهاز تصوير بصري واسع المجال، ومقياس طيفي متكامل للمجال، وجهاز رسم الإكليل خارج الشمس (ESC).
يقترح بحث جديد قائمة بأهداف المجلس الاقتصادي والاجتماعي. إنه بعنوان “الاختيار الأول للأهداف المثالية لحملة الكواكب الخارجية المنعكسة لضوء النجوم من Lazuli ExtraSolar Coronagraph”، وهو متاح على arxiv.org. المؤلفان هما لوغان بيرس من قسم علم الفلك في جامعة ميشيغان، وإيوان دوغلاس من مرصد ستيوارد في جامعة أريزونا.
كتب المؤلفون: “إن الاكتشاف المباشر وتوصيف الأجواء الخاصة بالكواكب الخارجية عبر ضوء النجوم المنعكس يمكّن من إجراء تحقيقات حول تكوين أنظمة الكواكب الخارجية الناضجة (نظرًا لفصل التدفق عن العمر) عند فترات فصل أقرب من الانبعاثات الحرارية (بسبب الملاحظات في الأطوال الموجية المرئية)، وحتى تحقيقات البصمات الحيوية”.
رسم توضيحي لتلسكوب لازولي الفضائي. وستحتوي على مرآة بطول 3 أمتار وثلاثة أدوات. واحد منهم هو ExtraSolar Coronagraph (ESC). سيسمح ESC بمراقبة الكواكب الخارجية وأغلفتها الجوية من خلال ضوء النجوم المنعكس، بدلاً من انبعاثاتها الحرارية. حقوق الصورة: علوم شميدت
سيكون ESC للتلسكوب ذا أهمية خاصة في هذا السياق. إن توصيف أجواء الكواكب الخارجية في أنظمة الكواكب الخارجية الناضجة مع ضوء النجوم المنعكس يعني أن الملاحظات لن تعتمد على حرارة الكوكب الخارجي المتبقية من التكوين. وبما أن الكواكب الأقدم قد تقدمت في العمر، فإن الحرارة المتبقية فيها تجعلها باهتة بمرور الوقت. وباستخدام ضوء النجوم المنعكس، سيتجاوز ESC هذا التأثير. وسيسمح أيضًا بالمراقبة على مسافات أقرب من تلسكوب الأشعة تحت الحمراء، مما يعني أنه يمكنه مراقبة الكواكب الأقرب إلى نجومها، لأن الكواكب الأقرب إلى نجومها تعكس المزيد من الضوء. (هذه صورة مبسطة تتجاهل بعض التفاصيل.)
كتب المؤلفون: “حتى الآن تم تصوير جميع الكواكب الخارجية من خلال انبعاثها الحراري المضيء ذاتيًا، لكن التصوير المباشر والمحلل مكانيًا للكواكب عبر ضوء النجوم المنعكس موجود في الأفق القريب”. “يتيح التصوير بالضوء المنعكس اكتشاف وتوصيف الكواكب المنفصلة عن العمر (نظرًا لأن لمعان ضوء النجوم المنعكس لا يتناقص مع تقدم العمر)، وحدود الدقة الأصغر التي يوفرها تصوير الأطوال الموجية الأقصر (∼ 0.5–2 ميكرومتر)، حيث يصل لمعان النجم إلى ذروته، يسمح بالوصول إلى الكواكب الأقرب مقارنة بالانبعاث الحراري.”
ويقدم الباحثون قائمة تضم 27 هدفًا للمراقبة مع ESC، وجميعها كواكب خارجية عملاقة. كتب المؤلفون: “تشمل قائمة أهدافنا الأعمار ودرجات حرارة الكواكب التي لم يتم استكشافها من قبل عن طريق التصوير المباشر”، مضيفين أن بعضها سيكون أيضًا متاحًا للمصور الحراري METIS الخاص بـ ELT وأداة التصوير التاجي الخاصة بتلسكوب Nancy Grace Roman الفضائي. ستستفيد الأهداف من التآزر الناتج عن عمليات الرصد المتعددة، والتي سوف “توفر توصيفًا شاملاً للغلاف الجوي”.
تُظهر اللوحة الموجودة على اليسار مخططًا لحجم الألوان لـ Gaia يُظهر درجة الحرارة الفعالة (colormap) والنوع الطيفي للنجوم المضيفة للكواكب الـ 27 الموجودة في القائمة. واحد فقط هو قزم M. تُظهر اللوحة الموجودة على اليمين مواقع النجوم في السماء. حقوق الصورة: لوغان بيرس وإيوان دوغلاس 2026.
في حين أن الملاحظات مع ESC ستكون ذات قيمة، وتفتح طريقًا جديدًا لمراقبة البصمات الحيوية المحتملة، إلا أن هناك بعض القيود. وعلى وجه الخصوص، أوقات التعرض المطلوبة. “التباينات العالية المستخدمة في الكشف عن الضوء المنعكس (𝒪 10-7-10-9) وأوقات التعرض الطويلة اللاحقة (من 10 إلى 100 ساعة) تجعل عمليات البحث غير المدروسة صعبة بالنسبة لمرصد فئة 3 أمتار، “يشرح المؤلفون. “يمكن تحسين كفاءة الحملة بشكل كبير من خلال استهداف الكواكب المعروفة والاستفادة من المدارات المسبقة المقيدة جيدًا من أجل إعطاء الأولوية للأهداف وعمليات الرصد الزمنية لتحقيق أقصى احتمال للكشف.”
تعتمد قائمة الأهداف على الكواكب الخارجية ذات المدارات المعروفة، لأن ذلك سيحقق أفضل استفادة من وقت المراقبة.
قد يتعرف المهتمون بالكواكب الخارجية على بعض الكواكب الخارجية العملاقة البالغ عددها 27 كوكبًا في القائمة:
- 55 Cancri d، معروف بكونه نظيرًا لكوكب المشتري.
- HD 181433 d، جدير بالملاحظة لأنه يتبع مدارًا شديد الانحراف وهو جزء من عائلة الكواكب الخارجية التي تتميز أيضًا بفترة قصيرة جدًا من الأرض الفائقة.
- β Pic b، جدير بالملاحظة لأنه كان أحد الكواكب الخارجية الأولى التي تم تصويرها مباشرة ويتفاعل أيضًا مع قرص الحطام المعروف.
يُظهر الرسم التوضيحي لهذا الفنان بيتا بيكتوريس ب، وهو أحد الكواكب الخارجية الأكثر دراسة بعمق. لقد كان أحد الكواكب الخارجية الأولى التي تم تصويرها مباشرة، ويدور حول نجم شاب معروف أيضًا بسبب قرص الحطام الخاص به، كما هو موضح في الرسم التوضيحي. حقوق الصورة: بواسطة ESO، CC BY 4.0، https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=32625365
التلسكوب الفضائي الخاص هو شيء لم نشهده من قبل. ويبقى أن نرى مدى فعاليتها. ويبقى أيضًا أن نرى ماذا قد تعني الملكية الخاصة، وما إذا كان ذلك يجعلها أكثر كفاءة، أو ما إذا كانت تؤدي إلى مشاكل غير متوقعة، أو كليهما.
في نهاية المطاف، الأمر كله يتعلق بالمساهمة التي تقدمها في علم الكواكب الخارجية.
استنتج المؤلفون: “توسّع قائمتنا المستهدفة التصوير المباشر للكواكب الغازية العملاقة إلى أنظمة أكثر برودة مما تم تصويره سابقًا، وتستكشف أنظمة الكواكب الخارجية الناضجة، مع بعض التداخل مع التصوير الروماني CGI وELT-METIS، مما يوفر توصيفًا أكثر شمولاً للغلاف الجوي من خلال التآزر مع قدرات المنصة تلك”.
