To je samo svetlo rumen utrip v pikčatem modrem polju, toda na tej sliki daljnega planeta 51 Eridani b ima astronomov abuzz, ker je ravno to: slika. Ta teden, ki ga je ta teden izdal Planet Imager Gemini, nam omogoča pogled neposredno v mlad svet, podoben Jupiterju, ki je oddaljen približno 100 svetlobnih let.
Sorodne vsebine
- Razbijanje mrtve zvezde skalnatega telesa ponuja pregled Zemljine usode
- Eksoplanete je mogoče videti brez opreme Schmancy
- Gliese 581g, prvi eksoplanet, ki je bil morda sposoben sprejeti življenje, dejansko ne obstaja
Kljub neštetim napovedim o novih in eksotičnih eksoplanetih, vključno s številnimi, ki naj bi bili podobni Zemlji, je velika večina svetov, ki jih najdemo zunaj našega osončja, odkrita le s posrednimi sredstvi. Kakršne koli predstave o njihovih atmosferah, površinah in zmožnosti podpiranja življenja so za zdaj izobražene špekulacije.
Bruce Macintosh z univerze Stanford in njegovi sodelavci upajo, da bodo vse to spremenili. Potiskajo meje planetarnega fotografiranja z instrumentom Gemini Planet Imager (GPI), instrumentom, nameščenim leta 2013 na teleskopu Gemini South v Čilu. Pravzaprav gledanje svetlobe s celega planeta omogoča znanstvenikom, da raztrgajo kemične namige o svoji sestavi in temperaturi, kar pomaga slikati jasnejšo sliko tujinskega sveta.
"Neposredno slikanje je res tehnika prihodnosti, " pravi soavtorica študije Sasha Hinkley, astronomka na Univerzi v Exeterju. "Če želite razumeti, kakšne so te atmosfere, potrebujete spektroskopijo in na to je primerno neposredno slikanje."
Danes eksoplanete običajno najdemo na enega od dveh načinov. Ko se planet giblje čez obraz svoje zvezde gostiteljice, kot je vidno z Zemlje, nekoliko spremeni energijo dohodne zvezde - to se imenuje tranzit. Druga možnost je, da metoda radialne hitrosti išče zvezdo, ki rahlo zasuče kot odgovor na poteg planeta v orbiti. Taki posredni dokazi predstavljajo večino od skoraj 2000 potrjenih eksoplanetov do zdaj.
Na slikah je bilo opaziti le približno ducat eksoplanetov, in vsi ti so zelo veliki gasilni svetovi, ki so daleč od svojih zvezd. Na primer, planetarni spremljevalec GU Piscij, ki so ga odkrili leta 2014, je 9 do 13-krat večji od Jupitrovega in 2, 000-krat večji od njegove zvezde, kot je Zemlja od sonca, in potreboval je približno 163.000 let, da je končal orbito. Medtem pa je kontroverzni svet Fomalhaut b na izredno eliptični orbiti, ki ga od zvezde odpelje 4, 5 milijarde milj do ogromnih 27 milijard milj.
Zvezdni GU Piscij in njegov planet, GU Psc b, kot ga vidimo na kombinirani sliki z uporabo infrardečih in vidnih podatkov iz teleskopa Gemini South in teleskopa Kanada-Francija-Havaji. (Observatorij Gemini) GPI je bil zasnovan tako, da vidi planete, ki so manjši in bližje svojim zvezdam. Uporablja prilagodljivo optiko, pri kateri drobni motorji do tisočkrat na sekundo spreminjajo površino ogledala teleskopa. Spremembe oblike kompenzirajo zameglitev, ki se zgodi, ko svetloba iz oddaljenih predmetov prehaja skozi Zemljino atmosfero in s tem najde manjše cilje. Inštrument ima tudi koronagraf, napravo, ki blokira svetlobo zvezde, da bi lažje videli kateri koli planet v bližini.
V tem primeru je GPI pogledal zvezdo 51 Eridanija in si lahko ogledal planet, ki kroži okoli okoli 13 astronomskih enot, kar je več kot dvakrat večja razdalja med Jupitrom in našim soncem. Površinska temperatura planeta je približno 800 stopinj Farenhajta. Tako vroče je, ker je zvezdni sistem star le 20 milijonov let, planet pa še vedno žari od toplote tvorbe. Tudi ekipa je lahko videla, da je njeno ozračje večinoma metansko, tako kot Jupiter.
Preučevanje slik svetov, kot je 51 Eridani b, bi lahko pomagalo razrešiti skrivnosti oblikovanja planetov, ugotavlja Macintosh. "Pri 20 milijonov letih se še vedno spomni postopka, " pravi. Veliko vprašanje je, ali se planeti velikosti Jupiter hitro - hitro in v več tisoč letih - ali gre za bolj počasen in enakomeren proces milijonov ali deset milijonov let. Ker je Jupiter tako velik in porabi toliko mase, lahko ugotovimo, kako je nastalo in kako značilno je, da lahko vpliva na modele, kako se oblikujejo druge vrste planetov.
Čeprav lahko neposredno slikanje občuti velikost, ni dovolj dobro pri presojanju mase planeta in še ne more razrešiti ničesar veliko manjšega od našega lastnega Jupitra, razen če je zvezda sorazmerno zatemnjena in je planet nenavadno svetel. "Ne boste dobili kamnitih planetov, " pravi Macintosh. "To je za naslednjo generacijo [teleskopov]."
Medtem GPI in z njim povezan instrument, Spektro-Polarimetrična visokokontrastna eksoplanetska raziskava (SPHERE) na zelo velikem teleskopu v Čilu izpopolnjuje tehniko in išče nove nove svetove, ki so pripravljeni na njihovo bližino.
Medtem ko GPI vidi samo v infrardeči povezavi, bo SPHERE pogledal tudi bližnje zvezde, da bi videl, ali lahko razreši planete v vidni svetlobi, pravi Julien Girard, operativni astronom v VLT. Girard ne bo mogel videti druge Zemlje - to je najverjetneje delo za vesoljski teleskop - vendar bo dokazal, da je razrešitev takšnih planetov mogoča, zlasti ker bodoče tehnologije dosegajo boljši kontrast v svetlobi, ki doseže detektorje teleskopov. .
Vendar Hinkley meni, da obstaja velika možnost, da bi bil teleskop naslednje generacije na tleh prvi, ki bi posnel sliko skalnega planeta. "Zelo veliki teleskopi, ki prihajajo na splet čez deset let ali približno 30- in 40-metrski razred, bi to lahko storili, " pravi.
Dostop do te stopnje je lahko odvisen od izboljšav prilagodljive optike, lahko pa pomeni tudi osredotočenost na koronagraf in izboljšanje sposobnosti blokiranja svetlobe zvezde, pravi doktor Ben Montet. kandidatka na Centru za astrofiziko na Harvardu. "Izziv ni predstavljati slabe stvari, ampak blokirati svetle stvari tik ob njej, " pravi.
Ker te pričakovane izboljšave prihajajo na spletu, bi bil bližnji zvezdni sistem, kot je Tau Ceti, ki je podoben našemu soncu in je le 11 svetlobnih let, dober kandidat za pokuknjo. "To je ena prvih stvari, v katero bi obrnil svoj teleskop, " pravi Hinkley.
