To je samo svijetlo žuto krilo u mrljastom plavom polju, ali ova slika dalekog planeta 51 Eridani b ima astronoma abuzza jer je to samo to: slika. Ovaj tjedan objavljen u planeti Imager Blizanca, ovaj pogled omogućuje nam gledanje izravno u mladi svijet sličan Jupiteru koji je udaljen oko 100 svjetlosnih godina.
Povezani sadržaj
- Sjeckanje mrtvog zvijezda kamenitog tijela nudi pregled Zemljine sudbine
- Moguće je vidjeti egzoplanete bez Schmancy opreme
- Gliese 581g, prva egzoplaneta pronađena koja bi mogla ugostiti život, zapravo ne postoji
Unatoč nebrojenim najavama novih i egzotičnih egzoplaneta, uključujući mnoge koji navodno nalikuju Zemlji, ogromna većina svjetova pronađena izvan našeg Sunčevog sustava otkrivena je samo neizravnim sredstvima. Bilo koja ideja o njihovoj atmosferi, površini i sposobnosti da podrže život za sada je obrazovana spekulacija.
Bruce Macintosh sa Sveučilišta Stanford i njegovi kolege nadaju se da će sve to promijeniti. Oni pomiču granice planetarnog fotografiranja s Gemini Planet Imager (GPI), instrumentom instaliranim 2013. godine na teleskopu Gemini South u Čileu. Zapravo viđenje svjetlosti s cijelog planeta omogućava znanstvenicima da iskaljavaju kemijske tragove njegova sastava i temperature, pomažući slikati jasniju sliku izvanzemaljskog svijeta.
"Izravno snimanje je zaista tehnika budućnosti", kaže koautorica studije Sasha Hinkley, astronomkinja sa Sveučilišta u Exeteru. "Da biste shvatili kakve su ove atmosfere, potrebna vam je spektroskopija i za to je potrebno izravno snimanje."
Egzoplaneti se danas obično nalaze na jedan od dva načina. Kada se planet kreće preko lica svoje zvijezde domaćina kako se vidi sa Zemlje, ona malo mijenja dolaznu zvjezdanu svjetlost - to se naziva tranzit. Alternativno, metoda radijalne brzine traži zvijezdu koja lagano zamahuje kao odgovor na povlačenje planete u orbiti. Takvi neizravni dokazi daju većinu od gotovo 2.000 potvrđenih egzoplaneta do sada.
Na slikama je viđeno samo desetak egzoplaneta, a sve su to vrlo veliki gasoviti svjetovi koji su daleko od svojih zvijezda. Na primjer, planetarni suputnik GU Piscij, otkriven 2014. godine, 9 do 13 puta je veći od Jupitera i 2.000 puta udaljeniji od njegove zvijezde, koliko je Zemlja od sunca, za otklanjanje orbite je trebalo oko 163.000 godina. U međuvremenu, kontroverzni svijet Fomalhaut b nalazi se na izuzetno eliptičnoj orbiti koja ga vodi od 4, 5 milijardi milja od njegove zvijezde do nevjerojatnih 27 milijardi milja.
Zvijezda GU Piscij i njegov planet, GU Psc b, kako se može vidjeti u kombiniranoj slici pomoću infracrvenih i vidljivih podataka iz teleskopa Gemini South i teleskopa Canada-France-Hawaii. (Observatorij Blizanca) GPI je dizajniran da vidi planete koji su manji i bliži svojim zvijezdama. Koristi prilagodljivu optiku u kojoj sićušni motori mijenjaju površinu zrcala teleskopa do tisuću puta u sekundi. Promjene oblika nadoknađuju zamagljivanje koje se događa dok svjetlost iz udaljenih predmeta prolazi kroz Zemljinu atmosferu, pomažući joj da pronađe manje ciljeve. Instrument također ima koronagraf, uređaj koji blokira svjetlost neke zvijezde kako bi lakše vidio bilo koji obližnji planet.
U ovom slučaju, GPI je pogledao zvijezdu 51 Eridanija i bio je u mogućnosti vidjeti planet u orbiti oko 13 astronomskih jedinica, što je više nego dvostruko udaljenost između Jupitera i našeg sunca. Temperatura površine planeta je oko 800 stupnjeva Farenhajta. Toliko je vruće jer je sustav zvijezda star samo 20 milijuna godina, a planet još uvijek svijetli toplinom formacije. Tim je također mogao vidjeti da je njegova atmosfera uglavnom metanska, baš kao i kod Jupitera.
Proučavanje slika svjetova poput 51 Eridanija b moglo bi vam pomoći u rješavanju misterija formiranja planeta, napominje Macintosh. "Sa 20 milijuna godina, još uvijek se sjeća procesa", kaže on. Jedno je veliko pitanje hoće li se planete veličine Jupitera brzo akreditirati - na ljestvici tisućama godina - ili je to sporiji i stalan proces od milijun ili desetaka milijuna godina. Budući da je Jupiter toliko velik i troši toliku masu, smišljajući kako je to izgledalo i koliko je to tipično, može utjecati na modele kako se formiraju druge vrste planeta.
Iako izravni snimci mogu dati osjećaj veličine, on nije tako dobar u prosuđivanju mase planeta i još uvijek ne može riješiti ništa puno manje od našeg vlastitog Jupitera, osim ako je zvijezda relativno nejasna i planet je neobično svijetao. "Neće vam donijeti kamenite planete", kaže Macintosh. "To je za sljedeću generaciju [teleskopa]."
U međuvremenu, GPI i srodni instrument, spektropolarimetrijsko visokokontrastno eksoplanetsko istraživanje (SPHERE) na vrlo velikom teleskopu u Čileu, usavršavaju tehniku i traže nove svjetove koji su spremni za njihovo preokidanje.
Dok GPI vidi samo infracrvenom, SPHERE će također gledati obližnje zvijezde da vidi može li riješiti planete vidljivim svjetlom, kaže Julien Girard, operativni astronom iz VLT-a. Neće moći vidjeti drugu Zemlju - to je najvjerojatnije posao za svemirski teleskop - ali dokazat će da je razrješenje takvih planeta moguće, pogotovo jer buduće tehnologije postižu bolji kontrast u svjetlu koje doseže do detektora teleskopa, kaže Girard,
Hinkley, međutim, smatra da postoji dobra šansa da bi teleskop nove generacije na tlu mogao prvi snimiti sliku stjenovitog planeta. "Vrlo veliki teleskopi koji dolaze na internet za deset godina ili tako, klasa od 30 i 40 metara, to bi mogli učiniti", kaže on.
Dolazak do te faze može ovisiti o poboljšanjima adaptivne optike, ali može značiti i fokusiranje na koronagraf i poboljšanje sposobnosti blokiranja svjetlosti zvijezde, kaže Ben Montet, doktor znanosti. kandidat u Centru za astrofiziku na Harvardu. "Izazov nije zamišljanje slabe stvari, već blokiranje svijetle stvari odmah pored nje", kaže on.
Kako ova očekivana poboljšanja stižu putem interneta, obližnji sustav zvijezda poput Tau Cetija, koji je sličan našem suncu i udaljen samo 11 svjetlosnih godina, bio bi dobar kandidat za zaviriti. "To je jedna od prvih stvari prema kojoj bih okrenula svoj teleskop", kaže Hinkley.
