Készülhet az új, európai bolygókutató űrtávcső-rendszer

196

Tíz év múlva állhat pályára a CoRoT és Kepler utódja, a PLATO, ami újra átformálhatja az exobolygókkal és csillagokkal kapcsolatos tudásunkat. A programban magyar kutatók is jelentős szerepet játszanak.

2014. február 19-én az Európai Űrügynökség (ESA) tudományos programért felelős bizottsága megszavazta, hogy a legkorábban 2024-ben induló, harmadik közepes méretű, M3-as jelű küldetés a PLATO 2.0 exobolygó-kereső misszió legyen. A mostani kiválasztásban az illetékes szakbizottságok javaslatai alapján a PLATO ellenszavazat nélkül, egyedül jutott a végső szavazásra, ahol egyöntetű támogatásra talált. A korábbi, előkészítő szavazásokon a PLATO vetélytársai voltak: a MarcoPolo-R nevű, kisbolygóra leszálló, mintavevő eszközzel és a mintát a Földre visszajuttató egységgel rendelkező szonda, az EChO (Exoplanet Characterization Observatory) infravörös spektrográffal szerelt, elsősorban az exobolygók légkörét vizsgáló űrtávcső, egy LOFT (Large Observatory For X-ray Timing) nevű röntgentávcső-koncepció, valamint az einsteini relativitáselmélet sarokpontjának számító ekvivalencia-elvet tesztelő műhold, az STE-QUEST. Az ESA támogatására érdemes következő űrmissziót nemcsak a tudományos program kiválósága, hanem egy sor egyéb tényező alapján választják ki, ide tartozik a technikai készültségi fok, a várható költség, a megvalósíthatóság, a bevonható tudományos közösség mérete, támogatása is. A PLATO ezekben is jól teljesített.

20140220_plato_kivalasztas_kep1
1. ábra. a) A PLATO-t 34 darab, közel párhuzamos elhelyezkedésű teleszkóp alkotja. Figyeljük meg az árnyékolást is biztosító nagyméretű napelemeket. b) Egy-egy részterületet több távcső is fog látni egyszerre, ezáltal növelhető a fotometriai pontosság.

A PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars – Bolygóátvonulások és csillagoszcillációk) 34 darab 12 cm átmérőjű egyedi lencsés teleszkópból fog állni, melyeket közös platformra szerelnek (1a. ábra). A tervezés szakít az eddigi egyetlen távcsőre épülő megoldással. Az új design egyedülállóan nagy látómezőt fog biztosítani. Erre szükség is lesz, hiszen a küldetés fő feladata a fényes csillagok körüli fedési exobolygók megtalálása, ehhez pedig nagy égterületeket kell átvizsgálni. A távcsőrendszer a CoRoT-hoz és a Keplerhez hasonlóan a bolygófedések okozta apró fénycsökkenésre vadászik majd a csillagok fényét folyamatosan megfigyelve. A 2250 négyzetfok látómezejű műszer újítása abban is rejlik, hogy ugyanazt a területet több távcső fogja megfigyelni (1b. ábra), így a fénygörbék átlagolásával jóval nagyobb pontosság érhető el, mint az az egyedi kisméretű távcsövektől elvárható lenne. A hat évre tervezett névleges működés alatt a PLATO az égbolt felét fogja letapogatni, a megfigyelési stratégia két terület 2-3 évre tervezett hosszú megfigyeléséből, és további néhány terület 2-5 hónapig tartó rövidebb megfigyelési szakaszaiból áll majd (2. ábra).

20140220_plato_kivalasztas_kep2
2. ábra A PLATO látómezeje és a lehetséges megfigyelt látómezők. Érdemes ezeket összehasonlítani a Kepler (kis sárga négyzetek) és a CoRoT (kék négyszögek) által elérhető területek nagyságával.

A PLATO fedélzetén 32 db normál kamera (3. ábra) lesz, melyeket 25 másodpercenként olvasnak ki, 2 db gyors kamera pedig 2,5 másodpercenként szolgáltat majd egy-egy mérési pontot. Ez utóbbiakat kék, illetve vörös színszűrővel is felszerelik, míg a normál kamerák fehér fényben fognak mérni. A detektorrendszer 136 darab CCD-érzékelőből áll majd, amik együttesen 0,9 m2 felületet foglalnak majd el! A PLATO-val egymillió 4-16 magnitúdós csillag fényességét tervezik mérni, ez több száz kisméretű bolygó felfedezését jelentheti, és sok ezer új planétát a Neptunusz-Jupiter mérettartományban. A hangsúly a bolygók paramétereinek pontos meghatározásán van: a felfedezésen kívül pontos sugár, tömeg és koradatokat is várnak a PLATO-tól. Ezekben nagy szerepe lesz a csillagszeizmológiai vizsgálatoknak, ami a csillagok rezgéseit felhasználva 2%-os pontossággal sugarat, 4-10%-os bizonytalansággal tömeget, és 10% pontosságú kormeghatározást tesz lehetővé, ami közel egy nagyságrenddel jobb a más módszerekkel elérhető becsléseknél. A hosszú megfigyelések a lakhatósági zónában keringő bolygók tömeges felfedezését is előrevetítik. A műszert a Nap-Föld rendszer L2 Lagrange pontjába juttatják majd.

20140220_plato_kivalasztas_kep3
Az optikai egység prototípusa. Harmincnégy hasonló teleszkóp áll majd csatasorba a PLATO platformján.

A távcsőrendszer a nemrég elfogadott amerikai TESS munkájának folytatója lesz (itt írtunk róla bővebben), a jövő infravörösben működő űr- és földi óriástávcsöveinek (James Webb, E-ELT, EChO) optimális kihasználásához pedig elegendő számú célpontot szolgáltat majd. A 12 európai ország és Brazília alkotta konzorcium tagja 2010 óta Magyarország is, a szervezetben Szabó Róbert (MTA CSFK CSI) képviseli hazánkat. A projekt irányításáért Heike Rauer (DLR, Német Lég- és Űrkutatási Központ, Berlin) felel, akinek közvetlen munkatársa honfitársunk, Csizmadia Szilárd. Ő a bolygófelfedezéseket és megerősítésüket vezető csoportban kapott vezető szerepet. Szabó M. Gyulát (ELTE GAO Szombathely és MTA CSFK) az exoholdak felfedezésével foglalkozó munkacsoport vezetésével bízták meg, míg Szabó Róbert a klasszikus pulzáló változócsillagok vizsgálatait irányítja majd. A magyar kutatók ezen kívül szerepet vállaltak a nagyon fényes (szaturált) csillagok fotometriájának pontosításában is, ahol eddigi űrfotometriai szakértelmüket kamatoztatják. A legfényesebb csillagok azért fontosak, mert ezek rejtik majd a legérdekesebb, legközelebbi, és ezért legkönnyebben feltérképezhető bolygókat.

20140220_plato_kivalasztas_kep4
A 2013-as PLATO 2.0 Science Workshop résztvevői a hollandiai Noordwijkban.

Az indulásig eltelő következő 10 év bizonyára sok előkészítő munkát ad majd, de az utána meginduló, a CoRoT, a Kepler, valamint a hozzájuk addigra csatlakozó TESS legszebb hagyományait követő – sőt meghaladó – mennyiségű, minőségű és hosszúságú adatfolyam bizonyosan megéri a fáradtságot. A PLATO tehát óriási mértékben kiterjeszti elődei munkáját, és újabb forradalmat indíthat el az exobolygók és a csillagok megértésének folyamatában is. Időről-időre beszámolunk majd az űrmissziót érintő legfontosabb történésekről ezen a fórumon is. Kövessük figyelemmel a – remélhetőleg minél hamarabb ESA-tag – Magyarország számára is fontos kapcsolódási pontot jelentő űrmissziót!

További információk: ESA sajtóközlemény; H. Rauer és mtsai: The PLATO 2.0 Mission; PLATO a twitteren.

Hozzászólás

hozzászólás