ダーウィン宇宙プロジェクトについて詳しく解説

欧州宇宙機関のダーウィン宇宙プロジェクトにより、2020 年頃には新しい系外惑星を研究し、原始生命の痕跡の可能性を発見できるようになるはずです。これは宇宙に設置された新しいタイプの望遠鏡です。

現在、系外惑星を見つけるために使用されている方法は間接的な方法です。これらの惑星は現在、その星に引き起こす動き（天文計測、動径速度）によって、またはそれらが星自体に与える影響（トランジット、マイクロレンズ）を観察することによって検出されています。

ダーウィン装置に関しては、直接観察されます。これには、地球質量程度の惑星の大気の分光測定を行うために、惑星とその中心星の光束を分離することが含まれます。したがって、二酸化炭素（CO ₂ ）、水（H ₂ O）、オゾン（O ₃ ）、そして酸素（O ₂ ）の存在を検出することが可能になります。しかし、CO ₂ 、大量の酸素、および水が同時に存在することは、生命、特に光合成活動の良い指標となるでしょう。

これらすべての化学種は、6 ～ 18 マイクロメートルの範囲のスペクトル帯域(赤外線) で検出されます。この観測を良好な条件で実行するには、地上ではなく宇宙にいる必要があります。恒星の周りの太陽系外惑星を直接観察するのは簡単な作業ではありません。

実際、中心星よりも光度が 1,000 万分の 1 低いが、中心星から 0.1秒(5.10 ^-7ラジアン) の角度に位置する天体を検出する必要があります。これは、マルセイユにある灯台から 30 cm の距離でツチボタルをパリから観察することに相当します。現在、私たちは恒星の周りを回転する惑星の光を直接観測することはできません。これには少なくとも直径15 m の望遠鏡が必要ですが、現在の宇宙資源では考えられません。一方、干渉コロナグラフと呼ばれる技術を使えば、星の光を「消す」ことができ、惑星の観察が可能になります。

干渉計は、光の波動理論に基づいて動作する機器です。この装置は複数の望遠鏡を組み合わせて構成されており、望遠鏡間の距離に応じて高い角度分解能を得ることができます。

干渉コロナグラフは、複数の望遠鏡に到達するいくつかの相関光線を逆位相で配置する光学システムを使用して太陽光を消すことを可能にします。消光は、 π の無彩色位相シフトを介して起こります。惑星からの光は中心星の光と位相がずれているため、消えることはありません。

太陽系外惑星を良好な条件で観察できるようにするには、小さな望遠鏡群を地球のすぐ後ろ、太陽から隠れるラグランジュ点L2 に配置する必要があります。